直接通过 memcpy() 或 std::bit_cast() 创建的联合的活动成员？

Question

考虑以下代码：

#include <stdint.h>
#include <string.h>
#include <bit>

union U
{
    uint64_t ull;
    int32_t i[2];
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    uint64_t x = argc;
    U u;
    if (true)
        u = std::bit_cast<U>(x);
    else
        ::memcpy(&u, &x, sizeof(x));
    auto r = u.i[0];
    r += u.i[1];
    r += u.ull;
    return r;
}

我有3个问题：

1. u

   中的哪个成员在

   auto r = ...

   线之前处于活动状态？

2. 哪一行有未定义的行为（如果有），为什么？

3. 将

   true

   翻转到

   false

   是否会改变上面的答案，如果是的话，如何/为什么？

Answer 1

u 的哪个成员在 auto r = ... 行之前处于活动状态？

默认初始化的

u

没有任何活动成员。

std::bit_cast

隐式创建嵌套在返回对象中的对象。仅当

std::bit_cast

的隐式对象创建启动子对象之一的生命周期时，成员才会处于活动状态。仅当隐式对象创建能够提供程序执行定义的行为时，才指定执行此操作。

但是，无论哪个子对象的成员隐式对象创建将启动生命周期，

r += u.i[1];

或

r += u.ull;

都会具有未定义的读取非活动成员的行为。

因此，无论如何，该程序都具有未定义的行为，并且

u

中没有任何成员处于活动状态。

哪一行有未定义的行为（如果有），为什么？

各个线路不能有未定义的行为。整个程序要么有未定义的行为（对于给定的输入），要么没有。

在所有行都存在的情况下，程序具有未定义的行为，但是删除那些访问

u.ull

或所有访问

u.i

的行将给出程序定义的行为，因为

std::bit_cast

的隐式对象创建将使其余成员处于活动状态。

将 true 翻转为 false 是否会改变上面的答案，如果是的话，如何/为什么？

同样的问题仍然存在。

std::memcpy

还按照相同的规则隐式创建嵌套在目标中的对象。