std::as_writable_bytes何时触发未定义的行为

Question

我以为我终于理解了

reinterpret_cast

和严格别名，然后我遇到了这个示例，该示例是根据 https://en.cppreference.com/w/cpp/language/ub 上的“无效标量”示例稍作修改的

https://godbolt.org/z/jdY8brGha

#include <span>

int g() {
    bool b[1] = {true};
    std::span<bool> bs(b);

    auto ps = std::as_writable_bytes(bs);
    ps[0] = std::byte{10};

    return b == 0;
}

int h() {
    bool b{true};
    std::span<bool> bs(&b, sizeof(bool));

    auto ps = std::as_writable_bytes(bs);
    ps[0] = std::byte{10};

    return b == 0;
}

从 godbolt 链接我可以看到

g

 函数给出了我期望的汇编输出，而 

h

 则没有。我还了解到，当我从字节指针写入 

b

 函数中的 

h

 时，它的生命周期就会结束（类似于联合的工作方式），从而导致未定义的行为。我还认为 

g

 函数与此处的 as_bytes 示例类似：

https://en.cppreference.com/w/cpp/container/span/as_bytes

我的问题是：

g

函数是否没有未定义的行为？为什么/为什么不？

以及可能的后续问题：

如果

g

与

h

功能有同样的问题，

std::as_writable_bytes

的用途是什么以及如何正确使用它？在非数组元素上创建跨度是否非法？这些是否仅特定于 bool （我的测试似乎表明如此，但总是很难用未定义的行为来判断）？

Answer 1

b == 0

 中的 

g()

 询问 

b == nullptr

 是否为数组，因为 

b

 是一个数组（编译器将其优化为 

false

）。

你的函数

h()

应该有

std::span<bool> bs(&b, 1)

，因为你只有1个bool。

当前编写的第一个函数不受 UB 的影响，因为写入

b

 可能会使其具有陷阱表示，但你从未真正尝试从中读取。

但是将其更改为

return b[0] == false;

将使其具有与第二个函数相同的UB。

至于你的后续问题，你必须编写一个有效的对象表示：

int h() {
    bool b{true};
    std::span<bool> bs(&b, 1);

    auto ps = std::as_writable_bytes(bs);

    bool f{false};
    std::span<bool> fs(&f, 1);
    std::ranges::copy(std::as_bytes(fs), ps.begin());

    return b == false;
}