使用 T[] 访问彼此相邻声明的两个 T 类型的对象是未定义的行为吗？

Question

我最近观看了 Miro Kenjp 的 CppCon 演讲“不符合规范的 C++：委员会对你隐藏的秘密”。

在 28:30 (https://youtu.be/IAdLwUXRUvg?t=1710) 他说访问彼此相邻的双打是 UB，我不太明白为什么。有人可以解释为什么会这样吗？

如果是这种情况，那么它的 UB 肯定可以通过这种方式访问其他内容，例如：

int* twoInts = malloc(sizeof(int) * 2);
int secondInt = twoInts[1]; //Undefined behaviour?

Answer 1

不能保证变量会彼此相邻分配。

malloc 使用的内存区域可能与临时、局部、变量的内存区域不同。
局部变量可能没有存储在内存中。它们可以存储在寄存器中。
访问声明范围之外的数组元素是未定义的行为。
该数组可以在内存的末尾分配，因此在数组外部访问没有分配给它的内存。
局部变量可以定义在另一个内存段中，例如stack., 那跟动态分配的内存不一样

这是一个例子。
嵌入式系统具有片上存储器和“片上系统”（SOC）之外的存储器。片上内存速度更快，但数量更少。架构师将此内存分配给堆栈。 SOC外的内存比较慢，但是里面比较多，所以分配给了动态内存。

另一个例子：
操作系统支持虚拟内存。内存根据需要分页到硬盘驱动器上。操作系统为您的程序分配少量内存。少量内存会分配给栈，虚拟内存会分配给动态内存。

并非所有平台都是由连续内存构成的。内存位置也可以分配给硬件设备。

Answer 2

我想引用演示文稿中的一句话开始：

You are not programming against the CPU, you are programming against the abstract machine

你说：

He states that accessing doubles next to each other was UB

但是你的报价不完整。他具体说明了这个非常关键的事实：

... unless the objects are part of an array

malloc 是一个转移注意力的问题（和一袋另一套问题）。他的代码使用 new[] 所以 malloc 只是在给井下毒。

他在幻灯片中提到的具体问题是 buffer 上创建的 double 对象是由 std::uninitialized_default_construct_n 创建的，并且此方法不会创建双精度数组，而是创建多个在内存中连续的对象。他断言，在 C++ 标准（您正在编程的抽象机器）中，您不能将对象视为数组的一部分，除非您实际创建了对象数组。

作者试图提出的观点是 C++ 标准存在缺陷，并且没有严格符合标准的方法来创建灵活的数组（C++20 之前）。

参考代码（转载于图片后）：

struct header
{
    int size;
    byte* buffer;
    thing some;
};

constexpr size_t x = ...;

byte* buffer = new byte[x + n * sizeof(double)];
header* p = new (buffer) header{n, buffer};
uninitialized_default_construct_n(
    reinterpret_cast<double*>(buffer + x), n);
double* data = reinterpret_cast<double*>(p->buffer + x);

data[0] = data[1] + data[2]; // <-- problem here
                             // because we never created an array of doubles

使用 T[] 访问彼此相邻声明的两个 T 类型的对象是未定义的行为吗？

Is it undefined behaviour to access two objects of type T declared next to each other using T[]?

c++

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