为啥 std::vector 需要 is_trivial 进行按位移动，而不仅仅是 is_trivially_copyable？

Posted 2023-02-22

【中文标题】为啥 std::vector 需要 is_trivial 进行按位移动，而不仅仅是 is_trivially_copyable？

【英文标题】：Why does std::vector require is_trivial for bitwise move, rather than just is_trivially_copyable?为什么 std::vector 需要 is_trivial 进行按位移动，而不仅仅是 is_trivially_copyable？

【发布时间】：2020-01-10 22:56:44

【问题描述】：

我在 libstdc++ stl_uninitialized.h 中看到了这段代码：

  // This class may be specialized for specific types.
  // Also known as is_trivially_relocatable.
  template<typename _Tp, typename = void>
    struct __is_bitwise_relocatable
    : is_trivial<_Tp>  ;

  template <typename _Tp, typename _Up>
    inline __enable_if_t<std::__is_bitwise_relocatable<_Tp>::value, _Tp*>
    __relocate_a_1(_Tp* __first, _Tp* __last,
           _Tp* __result, allocator<_Up>&) noexcept
    
      ptrdiff_t __count = __last - __first;
      if (__count > 0)
    __builtin_memmove(__result, __first, __count * sizeof(_Tp));
      return __result + __count;
    

但在我看来，memmove 对于可以简单复制的对象来说会很好，即使它们不是简单默认可构造的。在这种情况下，谁在乎默认构造函数？

【问题讨论】：

相关讨论：gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=87106

看来这个 bugzilla 线程是这个 __is_bitwise_relocatable 特征的起源（我没有关注太多讨论）。然后我的问题变成了：is_trivially_copyable 本身不足以启用 __is_bitwise_relocatable 并触发 memcpy 有什么原因吗？

对于那些感兴趣的人：folly::FBVector 允许您手动将一个类标记为可重定位，这样您就可以获得 memcpy 的性能优势。

说到 FBVector：我的 WG21 提案 P1144 "Object relocation in terms of move plus destroy"（针对 C++2b 或更高版本）在我的 Clang 分支中实现，在编译器资源管理器 here 上。 libstdc++、libc++ 和 MSVC 都乐于在没有构造函数调用的情况下弹出 trivial 类型（例如，通过 memcpy 或 memmove），并且都不愿意以相同的方式弹出 trivially_copyable 类型。这适用于 vector::reserve 和 uninitialized_copy。

【参考方案1】：

我在 bugzilla 线程上询问了这个问题，他们将我指向 https://***.com/questions/47464819。本质上，memcpy 不足以启动对象的生命周期，除非默认构造函数也是微不足道的。因此，就内存中的位而言，它在技术上是可以的，但根据标准，它是未定义的行为。由于这个库代码是由编译器团队编写的，如果他们认为它是安全的，他们无论如何都有权这样做，但他们显然不相信安全性。

【讨论】：

一个很好的说法是（在标准级别）微不足道的可复制性适用于对象之间，而不是对象和内存之间。

“由于这个库代码是由编译器团队编写的，如果他们认为它是安全的，他们无论如何都有权这样做” ...是的，理论上，但是我知道事实上它不使用 GCC 是安全的。我们只允许在结果仍然正确的情况下打破这样的语义规则，但在这种情况下，无论它是否在库头中，都会触发未定义的行为。