分配后填充字节

Question

#include<cstring>

struct A {
    char a;
    int b;
};

int main() {
    A* a = new A();
    a->a = 1;
    unsigned char m[sizeof(A)];
    std::memcpy(m, a, sizeof(A));
    return m[1];
}

除了由于分配失败而可能出现的异常以及假设在和之间0至少有一个填充字节之外，该程序是否保证以 C++ 中的状态退出？abA

new A()进行值初始化，因为A的默认构造函数很简单，但既不是用户提供的也不是删除的，因此将对象的所有成员和填充字节归零A。

对于 C，N1570（C11 草案）中的 6.2.6.1p6 对我来说似乎暗示填充字节在分配给成员后处于未指定的状态，尽管我可能会误解这一点（请参阅评论）。但无论如何，我在 C++ 标准（草案）中没有看到任何允许这样做的规则。

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受此启发，如果在第二个（不兼容）示例中分配给成员，则零初始化结构的填充可能会泄漏信息。但请注意，该示例的描述无论如何都是错误的，因为它实际上执行聚合初始化，而不是值初始化，因此没有零初始化。

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这是我之前在问题中使用的代码的两个类似版本，但由于与我用来检查对象表示的方法不相关的问题，它们可能具有 UB（请参阅注释）：

#include<new>

struct A {
    char a;
    int b;
};

int main() {
    unsigned char* m = new unsigned char[sizeof(A)];
    A* a = new(m) A();
    a->a = 1;
    return m[1];
}

和

struct A {
    char a;
    int b;
};

int main() {
    A* a = new A();
    a->a = 1;
    return reinterpret_cast<unsigned char*>(a)[1];
}

Answer 1

看起来像这样的代码memcpy隐式允许使用任何值作为填充位。实际上，memcpy只需复制那里的任何内容，但其他代码（例如字段分配）可以更改它（如果它被认为是不可观察的）。

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https://eel.is/c++draft/basic.types.general指出：（添加了重点）

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对于普通可复制类型 T 的任何对象（除了潜在重叠的子对象），无论该对象是否持有类型 T 的有效值，构成该对象的底层字节（[intro.memory]）都可以复制到char、unsigned char 或 std\xe2\x80\x8b::\xe2\x80\x8bbyte ([cstddef.syn]) 的数组。³⁰如果该数组的内容被复制回对象中，则该对象随后应保留其原始值。

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T 类型对象的对象表示是 T 类型对象占用的 N 个 unsigned char 对象的序列，其中 N 等于 sizeof(T)。类型 T 的对象的值表示是参与表示类型 T 的值的一组位。对象表示中不属于值表示的位是填充位。对于普通可复制类型，值表示是对象表示中确定值的一组位，该值是实现定义的一组值的一个离散元素。³²

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30. 例如，通过使用库函数（[头]）std\xe2\x80\x8b::\xe2\x80\x8bmemcpy或 std\xe2\x80\x8b::\xe2\x80\x8bmemmove。
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32. 目的是 C++ 的内存模型与 ISO/IEC 9899 编程语言 C 的内存模型兼容。
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