重用新对象的存储开始生命周期吗？

Question

#include <cstdlib> 
struct B { 
    virtual void f(); 
    void mutate(); 
    virtual ~B(); 
}; 
struct D1 : B { void f(); }; 
struct D2 : B { void f(); }; 
void B::mutate() { 
    new (this) D2; // reuses storage — ends the lifetime of *this 
    f(); // undefined behavior - WHY???? 
    ... = this; // OK, this points to valid memory 
} 

我需要解释为什么f() invokation有UB？ new (this) D2;重用存储，但它也调用D2的构造函数，并自启动新对象的生命周期。 f()等于this -> f()。 这就是我们只需拨打D2的成员函数f()。谁知道它为什么是UB？

Answer 1

该标准列出了该示例§3.8 67 N3690：

struct C { 
    int i; 
    void f(); 
    const C& operator=(const C&); 
}; 

const C& C::operator=(const C& other) { 
    if (this != &other) { 
    this->~C(); // lifetime of *this ends 
    new (this) C(other); // new object of type C created 
    f(); // well-defined 
    } 
    return *this; 
} 

C c1; 
C c2; 
c1 = c2; // well-defined 
c1.f(); // well-defined; c1 refers to a new object of type C 

注意，这个例子是就地建设新对象之前终止对象的生命周期（与你的代码，这不叫析构函数）。

但即使你这样做了，标准也说：

如果一个对象的生命周期结束之后和存储 从而占领被重用或释放的对象，新的对象是 前在原始对象占用的存储位置创建一个 指向原始对象的指针，引用 为原始对象，或者原始对象的名称将为 自动引用新对象，并且一旦 新对象的生命周期已经开始，可以用来操纵n EW对象，如果：

- 为新对象存储恰好覆盖其原始对象占据，和存储位置 - 新的对象是 相同类型与原始对象的（忽略顶层 cv-qualifiers）和

- 原始对象的类型不是 const限定的，并且如果类类型不包含任何非静态的 数据成员，其类型是const限定的或引用类型和

- 原始对象是一个最派生的对象（1.8）类型T和 新对象是类型T的最派生对象（即，它们不是 基类子对象）。

注意'和'字样，上述条件必须全部满足。

既然你没有满足所有的条件（你有一个派生类对象中，放入一个基类对象的内存空间），你有未定义行为与隐性或显性利用这个参考的东西时，指针。

取决于编译器实现，这可能或可能现在吹因为基类的虚拟对象保留用于虚表，就地构建，其覆盖了一个派生类型的对象的某些虚拟函数是指一些空间vtable可能与不同，将对齐问题和其他低级内部问题放在一起，你会发现简单的sizeof不足以确定你的代码是否正确。

Answer 2

此结构是很有意思：

• 放置新不保证调用对象的析构函数。所以这段代码不会正确地确保对象的生命周期结束。

• 所以原则上你应该在重用对象之前调用析构函数。但是，你会继续执行一个死的对象的成员函数。根据标准部分。9.3.1/2 如果为非X类型的对象或从X派生的类型调用类X的非静态成员函数，则行为未定义。

• 如果不明确地删除你的对象，当你在你的代码做，你再重新创建一个新的对象（构建第二个B没有destoying第一位的，然后D2这个新B的OT顶部）。

当你的新对象的创建完成后，在执行功能时，您当前对象的身份实际上已经改变了。你不能确定是否在放置之前读取了将被调用的虚拟函数的指针 - 新的（因此是指向D1 :: f的旧指针）或之后（因此D2 :: f）。

顺便说一下，正是出于这个原因，对于在union中可以或不可以做什么有一些限制，其中为不同的活动对象共享相同的存储空间（参见第9.5/2点和特别是标准中的9.5/4）。