std::launder 可用于将对象指针转换为其封闭数组指针吗？

当前的标准草案（大概是 C++17）说[基本.化合物/4] http://eel.is/c++draft/basic.compound#4:

[ 注意：数组对象及其第一个元素不可进行指针互换，即使它们具有相同的地址。 ——《尾注》

所以指向对象的指针不能reinterpret_castd 获取其封闭的数组指针。

现在，有std::launder, [ptr.launder/1] http://eel.is/c++draft/ptr.launder#1:

template<class T> [[nodiscard]] constexpr T* launder(T* p) noexcept;

要求：p表示内存中一个字节的地址A。处于其生命周期内且类型与 T 类似的对象 X 位于地址 A 处。通过结果可访问的所有存储字节都可通过以下方式访问：p（见下文）。

和定义可达的 is in [ptr.launder/3] http://eel.is/c++draft/ptr.launder#3:

备注： 只要该函数的参数值可以在核心常量表达式中使用，就可以在核心常量表达式中使用该函数的调用。如果一个字节的存储空间位于 Y 所占用的存储空间内，则该字节可以通过指向对象 Y 的指针值来访问，该指针值是与 Y 可以进行指针互换的对象，或者是如果 Y 是数组元素，则直接封闭数组对象。如果 T 是函数类型或 cv void，则程序格式错误。

现在乍一看，似乎std::launder因为我强调的部分，所以可以用来进行上述转换。

But. If p指向数组的对象，数组的字节为可达的根据这个定义（即使p不可将指针相互转换为数组指针），就像清洗的结果一样。所以，这个定义似乎没有提到这个问题。

So, can std::launder用于将对象指针转换为其封闭数组指针？

这取决于封闭数组对象是否是一个完整的对象，如果不是，您是否可以通过指向该封闭数组对象的指针有效地访问更多字节（例如，因为它本身是一个数组元素，或者可以与更大的对象进行指针互转换） ，或与数组元素的对象进行指针互换）。 “可达”要求意味着您不能使用launder获取一个指针，该指针允许您访问比源指针值允许的更多字节，但存在未定义的行为。这确保了某些未知代码可能调用的可能性launder不影响编译器的转义分析。

我想一些例子会有所帮助。下面每个例子reinterpret_casts a int*指向 10 数组的第一个元素int变成一个int(*)[10]。由于它们不可进行指针互换，reinterpret_cast不改变指针值，你会得到一个int(*)[10]值为“指向第一个元素（无论数组是什么）的指针”。然后，每个示例尝试通过调用来获取指向整个数组的指针std::launder在强制转换指针上。

int x[10];
auto p = std::launder(reinterpret_cast<int(*)[10]>(&x[0])); 

还行吧;您可以访问的所有元素x通过源指针，以及结果launder不允许您访问任何其他内容。

int x2[2][10];
auto p2 = std::launder(reinterpret_cast<int(*)[10]>(&x2[0][0])); 

这是未定义的。您只能访问以下元素x2[0]通过源指针，但结果（这将是一个指向x2[0]）将允许您访问 x2[1]，但您无法通过源访问。

struct X { int a[10]; } x3, x4[2]; // assume no padding
auto p3 = std::launder(reinterpret_cast<int(*)[10]>(&x3.a[0])); // OK

还行吧。同样，您不能通过指针访问x3.a您还无法访问的任何字节。

auto p4 = std::launder(reinterpret_cast<int(*)[10]>(&x4[0].a[0])); 

这是（打算）未定义的。你本来可以到达x4[1]从结果来看，因为x4[0].a是指针可相互转换的x4[0]，所以指向前者的指针可以是reinterpret_cast产生指向后者的指针，然后可以将其用于指针算术。看https://wg21.link/LWG2859 https://wg21.link/LWG2859.

struct Y { int a[10]; double y; } x5;
auto p3 = std::launder(reinterpret_cast<int(*)[10]>(&x5.a[0])); 

这又是未定义的，因为你本来可以达到x5.y从结果指针（通过reinterpret_cast to a Y*）但源指针不能用于访问它。