未指定的隐式对象创建

Question

由于P0593 为低级对象操作隐式创建对象已被接受，因此现在可以在 C++20 中隐式创建对象。

具体而言，提案中引入的措辞允许某些操作（例如std::malloc）自动创建和启动某些类型的对象的生命周期，即所谓的隐式生命周期类型，如果此类对象的引入会导致具有其他未定义行为的程序具​​有定义的行为。见[intro.object]/10。

该草案现在进一步指出，如果可以隐式创建多个此类对象集以提供程序定义的行为，则未指定创建这些对象中的哪一个。（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中，R5，但在提交草案中。）

实际上是否有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定义了但未指定的行为，以便可以从输出推断出哪些类型的隐式对象（从多个可能的对象中）被创建？

还是这句话只是为了澄清抽象机器上的程序执行（没有可观察到的影响）？

Answer 1

我们以标准中的例子为例，稍微改动一下：

#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，只有一组可以在该存储中隐式创建的有效对象 - 它必须恰好是一个X。但是现在，我们有两个Xs 的存储空间，但只写入其中一个，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X，可能是一个X和两个int，可能是一个X和八个char，......

创建哪个集合是不可观察的，因为如果有任何实际观察，那会将可能性减少到只有那些有效的集合。如果我们做了类似p[1]->a = 3的事情，那么可能性的世界就会坍缩成只有两个Xs 的那个。

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，多组隐式创建的对象才有可能。如果有办法区分，那么根据定义，它们不会都是有效的。