c++ - 空结构(或结构填充)可以有任意值吗？

Question

假设我有这段带有 UB 的代码:

union Flag {
    constexpr Flag() : empty{} {}

    struct {} empty;
    bool value;
};

static Flag flag;

int main() {
    return flag.value;
}

UB 访问的位置 value当它不是 union 的活跃成员时Flag .

目前，UBSan 不会捕获此错误，因为(据我所知)UBSan 没有办法检查 union 的最后一个书面成员。对于这种特殊情况，我认为 UBSan 可以通过对 bool 类型的非真/假值进行相同的检查，间接捕获此处发生的一些 UB。如果一个空结构的字节被认为是“未初始化的”或“可以有任意值”，那么编译器可以合法地将这个空结构的任意字节设置为任何非零/一值，然后 UBSan 将能够捕获 bool 的无效值的负载。

我想知道的是:在语义上是否允许将空结构的标称字节——更一般地说，所有结构中的任何填充字节——初始化为任何非零模式？

Answer 1

Is it semantically permissible to have the nominal byte of empty structs–and more generally, any padding bytes in all structs–be initialized to any non-zero pattern?

就编译器而言，任何不属于类型值表示的字节都是公平游戏。好吧，在某种程度上。

您可以有效地将 memcpy 转换为此类字节，但这仅在源数据(直接或间接)来自该类型的现有对象时才有效。这来自 [basic.types]/2&3。因此，在对象模型中，用户无法将任何内容放入该存储空间。

因此，对于 C++ 对象模型中的代码，允许实现使用填充字节的内容。

C++20 的隐式对象创建规则使这变得更加困难，因为它允许未初始化的对象显示在已经有字节的存储中。这些表现通常与 placement-new 之类的代码无关，因此 UBSan 很难初始化这样的东西。

您展示的 union 是隐式生命周期(由于简单的复制/移动构造函数)，因此用户可以玩这些东西。