std::byte可以代替std::aligned_storage吗？

Question

C++17 引入了一种新类型，

std::byte

，所以现在我们终于有了一个一等公民类型来表示内存中的字节。除了在标准中是一个新颖的东西之外，C++ 的对象创建、生命周期的开始和结束、别名等规则在大多数情况下都相当复杂且不直观，所以每当我觉得

std::byte

是正确的工具时，我也会感到紧张和不愿意使用它，担心无意中召唤出未定义行为炎魔。

其中一种情况是与放置 new 一起使用的缓冲区：

#include <memory>
#include <cstddef>
#include <type_traits>

struct X { double dummy[4]; char c; };

auto t1()
{
    // the old way

    std::aligned_storage_t<sizeof(X)> buffer;
    X* x = new (&buffer) X{};

    x->~X();
}

auto t2()
{
    // the new way?

    std::byte buffer[sizeof(X)];
    X* x = new (&buffer) X{};

    x->~X();
}

t2

完全安全且与

t1

等效吗？

针对对齐问题，如何：

auto t3()
{
    alignas(X) std::byte buffer[sizeof(X)];

    X* x = new (&buffer) X{};
    x->~X();
}

Answer 1

t2

完全安全且与

t1

等效吗？

不。事实上，两者都不好。

t2

不好，因为 NathanOliver 表示：它未对齐。你需要写：

alignas(X) std::byte storage[sizeof(X)];

t1

也有这个问题，因为你几乎肯定想写

aligned_storage_t<sizeof(X), alignof(X)>

而不仅仅是

aligned_storage_t<sizeof(X)>

。如果

X

过度对齐，您将在这里丢失它。如果

X

只是很大但没有对齐要求，那么您最终会得到相对过度对齐的存储。

t1

也因为一个特别特殊的原因而不好：

aligned_storage

并不能完全保证你认为它保证的东西。特别是，它保证

X

可以适合

aligned_storage<sizeof(X)>

，但不能保证它可以完全适合。 规格很简单：

成员 typedef

type

应是一个简单的标准布局类型，适合用作大小至多为

Len

且对齐方式为 Align 的除数的任何对象的未初始化存储。

也就是说，

aligned_storage<16>::type

保证至少为 16 字节，但一致的实现可以轻松为您提供 32 或 4K。除了意外使用

aligned_storage<16>

而不是

aligned_storage_t<16>

的问题之外。

这就是为什么P1413作为论文存在：

aligned_storage

有点不好。

---

所以真正的答案实际上只是写一些类似 libstdc++ 的东西

__aligned_membuf

:

template <typename T>
struct storage_for {
    alignas(T) std::byte data[sizeof(T)];

    // some useful constructors and stuff, probably some getter
    // that gives you a T* or a T const*
};

Answer 2

t2

完全安全且与

t1

等效吗？

不。

std::aligned_storage

创建与放置在其中的对象适当对齐的存储空间。

std::byte buffer[sizeof(X)]

虽然尺寸正确，但具有

std::byte

的对齐方式。这通常不会与您放置在其中的类型具有相同的对齐方式，因为它的对齐方式为

1

。

对于 C++ 虚拟机而言，这不是问题，但在现实世界中，这可能会导致严重的性能损失，甚至导致程序崩溃。

如果您想要适当对齐的存储，使用

std::aligned_storage

请参阅Barry的答案