const 成员和赋值运算符。如何避免未定义的行为？
https://stackoverflow.com/questions/4136156
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30-09-2019 - |
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我 回答了 关于的问题 std:: 对象向量和 const 正确性, ，并收到有关未定义行为的评论。我不同意，因此我有一个问题。
考虑带有 const 成员的类：
class A {
public:
const int c; // must not be modified!
A(int c) : c(c) {}
A(const A& copy) : c(copy.c) { }
// No assignment operator
};
我想要一个赋值运算符，但我不想使用 const_cast 就像来自答案之一的以下代码一样：
A& operator=(const A& assign)
{
*const_cast<int*> (&c)= assign.c; // very very bad, IMHO, it is undefined behavior
return *this;
}
我的解决方案是
A& operator=(const A& right)
{
if (this == &right) return *this;
this->~A()
new (this) A(right);
return *this;
}
我是否有未定义的行为 (UB)？
没有 UB 的解决方案是什么？
解决方案
您的代码会导致未定义的行为。
不仅仅是“如果 A 用作基类以及这个、那个或另一个则未定义”。实际上始终是未定义的。 return *this 已经是 UB，因为 this 不保证引用新对象。
具体来说，考虑 3.8/7：
如果对象的寿命结束并在对象被重复使用或释放的存储之前转介到原始对象，或原始对象的名称将自动参考新对象，一旦新对象的寿命开始，就可以用来操纵新对象，如果：
...
- 原始对象的类型不合格，如果类型类型，则不包含任何类型为constemified或参考类型的非静态数据成员
现在，“在一个对象的生命周期结束之后，在该对象占用的存储被重用或释放之前，在原始对象占用的存储位置上创建一个新对象”正是您正在做的事情。
您的对象是类类型，并且它 做 包含类型为 const 限定的非静态数据成员。因此，在运行赋值运算符后，引用旧对象的指针、引用和名称将被删除。 不是 保证引用新对象并可用于操作它。
作为可能出错的具体示例，请考虑：
A x(1);
B y(2);
std::cout << x.c << "\n";
x = y;
std::cout << x.c << "\n";
期待这个输出吗？
1
2
错误的！您可能会得到该输出，但 const 成员是 3.8/7 中所述规则的例外的原因是，编译器可以处理 x.c 作为它声称的 const 对象。换句话说，编译器可以将此代码视为：
A x(1);
B y(2);
int tmp = x.c
std::cout << tmp << "\n";
x = y;
std::cout << tmp << "\n";
因为（非正式地） const 对象不会改变它们的值. 。当优化涉及 const 对象的代码时，这种保证的潜在价值应该是显而易见的。有什么办法可以修改 x.c 没有 如果援引 UB，则必须取消该保证。所以，只要标准编写者没有错误地完成了他们的工作，就没有办法做你想做的事。
[*] 事实上我对使用有疑问 this 作为放置新的参数 - 可能你应该将其复制到 void* 首先，并使用了它。但我并不关心这是否是 UB，因为它不会保存整个函数。
其他提示
首先：当您制作数据成员时 const, ，您正在告诉编译器和全世界 该数据成员永远不会改变. 。当然 你不能分配 而且你当然 不能欺骗 不管技巧多么聪明，编译器都接受了这样做的代码。
你可以有一个 const 数据成员 或者 分配给所有数据成员的作业运算符。 你不能两者兼而有之。
至于您对问题的“解决方案”：
我想 在为该对象调用成员函数中的对象上调用破坏者 会调用 UB 马上。 在非初始化的原始数据上调用构造函数，以从成员函数中创建对象，该对象已被调用，该对象已驻留在现在在原始数据上调用构造函数的对象... 还 非常 听起来很多 UB 对我来说。 （地狱，只是拼写出来使我的脚趾甲卷曲。）不，我没有标准的章节和经文。我讨厌阅读标准。我想我不能忍受它的仪表。
但是，除了技术上，我承认您几乎可以在每个平台上使用“解决方案” 只要代码与您的示例一样简单. 。不过，这并不能使 好的 解决方案。实际上，我认为这甚至不是 可以接受 解决方案，因为IME代码永远不会像那样简单。多年来，它将扩展，更改，变异和扭曲，然后默默失败，需要令人难忘的36小时调试转移，以便找到问题。我不认识你，但是每当我找到这样的代码时，有36小时的调试乐趣，我想扼杀对我这样做的悲惨的愚蠢态度。
草药萨特（Herb Sutter） Gotw＃23, ，逐一剖析这个想法，最后得出结论： 充满陷阱, ， 它的 经常错, ，然后 使生活成为派生班的作者的生命地狱... 切勿使用明确的破坏者，然后再安置新的秘诀，以复制构造实现复制分配, ，即使这个捣蛋每三个月就新闻组进行一次，”（强调我的）。
如果有const成员，您如何将其分配给A？您正在尝试完成根本上不可能的事情。您的解决方案对原始行为没有新的行为，这不一定是UB，但绝对是您的。
一个简单的事实是，您正在更改const成员。您要么需要拆开会员，要么抛弃分配操作员。没有解决问题的方法 - 这是完全矛盾的。
为了更清楚地编辑：
const演员并不总是引入不确定的行为。但是，您肯定会做到。除其他任何东西之外，不确定的是不打电话给所有驱动器 - 除非您确定T是POD类，否则您甚至都没有将正确的人调用。此外，还有各种形式的继承涉及的野性时间不确定的行为。
您确实调用了不确定的行为，您可以避免这种行为 不试图分配给const对象。
如果您绝对想拥有一个不变的（但可分配）的成员，那么如果没有UB，就可以这样做：
#include <iostream>
class ConstC
{
int c;
protected:
ConstC(int n): c(n) {}
int get() const { return c; }
};
class A: private ConstC
{
public:
A(int n): ConstC(n) {}
friend std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const A& a)
{
return os << a.get();
}
};
int main()
{
A first(10);
A second(20);
std::cout << first << ' ' << second << '\n';
first = second;
std::cout << first << ' ' << second << '\n';
}
阅读此链接：
http://www.informit.com/guides/content.aspx?g=cplusplus&seqnum = 368
尤其...
据称，此技巧可防止代码重复。但是，它有一些严重的缺陷。为了工作，C的驱动器必须分配已删除的每个指针，因为随后的复制构造函数调用可能会在将新值重新分配到char数组时再次删除相同的指针。
在没有其他的情况下（非const）成员，这根本没有任何意义，无论是否有未定义的行为。
A& operator=(const A& assign)
{
*const_cast<int*> (&c)= assign.c; // very very bad, IMHO, it is UB
return *this;
}
afaik，这不是在这里发生的不确定行为，因为 c 不是一个 static const 实例，或者您无法调用复制分配操作员。然而， const_cast 应该敲响铃铛，告诉你一些问题。 const_cast 主要设计用于围绕非 const- 正确的API，这里似乎并非如此。
另外，在以下片段中：
A& operator=(const A& right)
{
if (this == &right) return *this;
this->~A()
new (this) A(right);
return *this;
}
你有 两个主要风险, ，其中的第一个已经指出。
- 存在 两个都 一个派生类的实例
A和 一个虚拟驱动器，这将仅导致原始实例的部分重建。 - 如果构造函数呼叫
new(this) A(right);抛出例外，您的对象将被销毁两次。在这种特殊情况下，这不会是问题，但是如果您碰巧清理大量清理，您将后悔。
编辑: ：如果您的班级有这个 const 在您的对象中不考虑“状态”的成员（即，它是用于跟踪实例的某种ID，而不是比较的一部分 operator== 等等），然后以下内容可能是有道理的：
A& operator=(const A& assign)
{
// Copy all but `const` member `c`.
// ...
return *this;
}
