未指定的隐式对象创建

2024-02-05

Since P0593 为低级对象操作隐式创建对象 https://github.com/cplusplus/papers/issues/106已被接受,现在可以创建对象隐含地在 C++20 中。

具体来说,该提案引入的措辞允许某些操作(例如std::malloc)自动创建某些类型的对象并启动其生命周期,即所谓的隐式生命周期类型, if引入此类对象将导致具有未定义行为的程序具​​有已定义的行为。看[介绍对象]/10 https://eel.is/c++draft/basic#intro.object-10.

现在草案进一步指出,如果可以隐式创建多组此类对象来赋予程序定义的行为,那么未指定创建了这些集合中的哪一个。 (相关句子似乎没有出现在我可以访问的最后一个提案修订版 R5 中,但出现在提交草案中。)

实际上是否存在一个程序可以观察到这种隐式创建的对象集的选择?换句话说,是否有一个程序通过这个新规则具有已定义但未指定的行为,以便可以从输出推断创建了哪些隐式对象类型集(在多个可能的类型中)?

或者这句话只是为了澄清抽象机上的程序执行(没有可观察到的影响)?


我们以标准中的例子为例,稍微修改一下:

#include <cstdlib>
struct X { int a, b; };
X *make_x() {
  // The call to std::malloc implicitly creates an object of type X
  // and its subobjects a and b, and returns a pointer to that X object
  // (or an object that is pointer-interconvertible ([basic.compound]) with it),
  // in order to give the subsequent class member access operations
  // defined behavior.
  X *p = (X*)std::malloc(sizeof(struct X) * 2); // me: added the *2
  p->a = 1;
  p->b = 2;
  return p;
}

以前,只能在该存储中隐式创建一组有效对象 - 它必须恰好是一个X。但现在,我们有两个人的存储空间Xs,但只写入其中之一,并且该程序中的任何内容都不会触及其余字节。因此,可以隐式创建许多不同的对象集 - 可能是两个Xs,也许是一个X和两个ints,也许是一个X和八个chars, ...

创建哪个集合是不可观察的,因为如果有任何实际观察,就会将可能性减少到仅那些有效的集合。如果我们做了类似的事情p[1]->a = 3那么可能性的宇宙就会崩溃到只剩下一个和两个Xs.

换句话说,只有当程序中没有足够的观察来区分它们的有效性时,才可能存在多组隐式创建的对象。如果有一种方法可以区分,那么根据定义,它们就不会都是有效的。

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