memset 之后的 C++ 放置新

Question

假设有一个结构体，其构造函数没有初始化所有成员变量：

struct Foo {
  int x;
  Foo() {}
}

如果我将某个缓冲区设置为 0，则在该缓冲区上使用放置 new 创建一个 Foo 实例，然后从该实例中读取 x，这是定义的行为吗？

void bar(void* buf) {
  memset(buf, 0, sizeof(Foo));
  Foo* foo = new(buf) Foo;
  std::cout << foo.x; // Is this undefined behavior?
}

Answer 1

这是教科书未定义的行为。x构造函数后未初始化成员，读取未初始化的变量是未定义行为。

这个记忆之前被其他东西填满的事实是无关紧要的。

Answer 2

作为另一个答案的补充：

如果有人觉得将其视为“技术上未定义的行为，但对我来说足够安全”，请允许我演示结果代码的破坏程度。

如果x被初始化：

struct Foo {
  int x = 0;
  Foo() {}
};

// slightly simpler bar()
int bar(void* buf) {
  std::memset(buf, 0, sizeof(Foo));
  Foo* foo = new(buf) Foo;
  return foo->x; 
}

g++-11 with-O3产生以下结果：

bar(void*):
        mov     DWORD PTR [rdi], 0   <----- memset(buff, 0, 4) or int x = 0? 
                                            They are redundant, so it's only done once.
        xor     eax, eax             <----- Set the return value to 0
        ret

这很好。事实上，它甚至没有表现出人们希望通过就地未初始化构造消除的任何开销。编译器很聪明。

与此相反，当x未初始化时：

struct Foo {
  int x;
  Foo() {}
};
// ... same bar

我们得到，使用相同的编译器和设置：

bar(void*):
        mov     eax, DWORD PTR [rdi] <----- Just dereference buf as the result ?!?
        ret

嗯，它当然更快，但是发生了memset()什么？

编译器认为，由于我们int在新的 memset 内存之上放置了一个未初始化的（又名垃圾），它甚至不必memset()首先考虑 。它可以“回收”之前存在的垃圾。

anything -> 0 -> anythinganything毕竟倒塌了。所以不改变指向的内存的函数buff是对代码的合理解释。

您可以在此处在 Godbolt 上试用这些示例。