在 C++20 之前，使用常量或引用字段在 `A` 上调用 `std::vector<A>::data()`

Question

这是在具有参考字段的类上放置 new的答案的后续。

调用std::vector<A>::data()上型A具有参考或常量字段，将指针返回到对象可通过原始向量通过放置新的，这将导致一个的const或参考场来改变原始对象将被替换，而仍然被另一指针管理，通过调用返回data()。

例如：

struct A {
    const int i = 0;
};

int main() {
    std::vector<A> vec = {{1}, {2}};
    auto ptr = vec.data();
    std::cout << ptr[1].i << std::endl; // 2
    vec.pop_back();
    vec.push_back({3}); // placement new, inside
    std::cout << ptr[1].i << std::endl; // 3
}

C++17 试图通过引入来解决这些问题，std::launder但后来同意虽然std::launder可以解决其他问题，但它并没有真正解决上述用例的问题，如NB US042 中所述。

一些问题 - 对于C++20 之前的C++ 版本：

• 由于NB US042被接受为 C++20 规范的更改，但未标记为 DR - 是否仅根据规范建议避免在具有引用或常量字段std::vector<A>::data()的类型上使用，A如上例子？

• 或者，规范的措辞std::vector<>::data()涵盖了这一点，使其合法并将可实现性问题留给库实现者？

• 如果是后者，图书馆可以做些什么来使其合法？

• 如果它真的不能做任何有用的事情来使它合法，它是 C++20 之前的 UB吗？

• 如果它是 C++20 之前的 UB，为什么这个变化不被认为是 DR 的候选者，与p0593r6相同？无论如何，编译器很可能会做正确的事情，为什么不追溯要求呢？

Answer 1

这段代码是否有效取决于实现是否具有严格的指针安全性，这是 C++20 中消除的概念。

简单地说，在调用 后，指针ptr对于 [ ptr, ) 范围内的算术有效。ptr+2data()

在调用 后pop_back()，任何保存的指向索引 1 的指针肯定是无效的，因为迭代器失效规则std::vector<T>::pop_back()

效果：在擦除点或擦除点之后使迭代器和引用无效。

调用 后pop_back()，先前获得的指针ptr对于其原始范围内的算术不再有效（使用它进行计算ptr+1不再产生“安全派生”的指针值）。

调用后push_back()，算术使用的严格安全性ptr不会恢复。然而，在具有“宽松的指针安全性”的实现上，仍然允许使用原始的索引ptr，该索引尚未被失效pop_back()（仅减少了可达范围）。也就是说，表达式ptr+1和ptr[1]涉及有效但不安全派生的指针值。

新的调用data()返回一个指针值，该值与原始值相等，但与旧保存的指针不同，它可以用于安全地导出向量当前长度的值。同样，具有宽松指针有效性的实现并不关心。

对 C++20 对具有 const 成员的对象的生命周期所做的更改在这里不起作用，因为使用现有指针来引用替换对象不仅[basic.life]被pop_back.