`std::launder` は共用体の Const メンバーに関するコンパイラの最適化の問題をどのように解決しますか?

メモリ ロンダリングの本質を明らかにする: std::launder をさらに深く掘り下げる

C 標準化の領域では、P0137 で std が導入されています。 :launder は、共用体、有効期間、ポインターに関する微妙な問題に対処する関数テンプレートです。その目的を理解するために、この文書で取り組む特定の問題と、その後に認識する必要がある言語調整について詳しく見てみましょう。

当面の問題

次のコードを考えてみましょう。スニペット:

struct X { const int n; };
union U { X x; float f; };
...

U u = {{ 1 }};

ここでは、集合体の初期化が実行され、U (x) の最初のメンバーが設定されます。 n は const 変数であるため、コンパイラは u.x.n が常に 1 のままであると想定します。

最適化トラップ

ただし、次のコードを考慮してください。

X *p = new (&u.x) X {2};

X は自明なので、オブジェクトと同じ場所に新しいオブジェクトを作成できます。古いものなので、このコードは構文的に有効になります。新しいオブジェクトの n メンバーは 2 に設定されます。

ここで、u.x.n にアクセスしてみましょう。結果は何になると予想しますか?

残念な現実

直感的には、結果は 2 になるはずだと思うかもしれません。しかし、そうではありません。コンパイラは、const 変数が不変であるという前提に基づいてコードを最適化し、u.x.n の新しい値にアクセスできなくなります。

std::launder: メモリ ロンダリングと入力します

この最適化を回避するには、次を使用してメモリを「洗浄」する必要があります。 std::洗濯。次に例を示します。

assert(*std::launder(&u.x.n) == 2); //Will be true.

メモリ ロンダリングにより、コンパイラがオブジェクトの起源を追跡できなくなり、const メンバーに関係なく新しい値にアクセスできるようになります。

その他の使用法Cases

std::launder は、データ型が変更される他の状況にも役立ちます

要約すると、std::launder は、メモリに正しくアクセスする能力を妨げる可能性のある特定のコンパイラの最適化をバイパスできる強力なツールです。メモリ ロンダリングにより、コンパイラがその内容について推測することを防ぎ、正確で信頼性の高いデータ アクセスを確保します。

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