`std::launder` 如何解決聯合體中 const 成員的編譯器最佳化問題？

揭示記憶體清洗的本質：深入研究std::launder

在C 標準化領域，P0137 引入了std： :launder，一個標準化函數模板，解決了有關聯合、生命週期和指標的微妙問題。為了理解其目的，讓我們深入研究本文解決的具體問題以及我們需要確認的後續語言調整。

手邊的問題

考慮以下程式碼snippet:

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

U u = {{ 1 }};

這裡執行聚合初始化，將U(x)的第一個成員設定為值1. 由於n 是const 變量，編譯器假定u.x.n 始終為1。

最佳化陷阱

但是，請考慮以下程式碼：

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

由於X 很簡單，我們可以在與舊物件相同的位置建立一個新對象，使得程式碼語法有效。新物件現在將其 n 成員設為 2。

現在，讓我們嘗試存取 u.x.n。您期望結果是什麼？

不幸的現實

直覺上，人們可能認為結果應該是 2。然而，事實並非如此。編譯器基於 const 變數不可變的假設，最佳化程式碼，使 u.x.n 的新值無法存取。

輸入 std::launder: Memory Laundering

為了規避這個最佳化，我們需要使用 std::launder 來「清洗」我們的記憶體。這是一個說明性範例：

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

記憶體清洗會阻止編譯器追蹤物件的起源，從而使我們能夠存取新值，儘管有 const 成員。

其他用途案例

std::launder 還可以在資料類型變更或儲存分配的其他情況下提供幫助語義阻礙了直接存取。

總之，std::launder 是一個強大的工具，它允許我們繞過某些可能阻礙我們正確存取記憶體的編譯器最佳化。透過清洗內存，我們可以防止編譯器對其內容做出假設，從而確保我們擁有準確可靠的資料存取。

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