为什么即使使用std：：launder，在引用类型上使用placement new也会导致分段错误？

Question

在新的C 20标准中，CpPrerence表示：

在包含初始值设定项的完整表达式结束之前，存在使用直接初始化语法（括号）而不是列表初始化语法（大括号）初始化的聚合的引用元素中与引用的临时绑定。例子：

struct A {
   int&& r;
};
A a1{7}; // OK, lifetime is extended
A a2(7); // well-formed, but dangling reference

注意：我使用的是GCC，因为这是唯一支持此功能的编译器。阅读本文并了解引用是多态的，我决定创建一个简单的类：

template <typename Base>
struct Polymorphic {
    Base&& obj;
};

因此，以下代码起作用：

struct Base {
    inline virtual void print() const {

        std::cout << "Base !\n";
    }
};

struct Derived: public Base {
    inline virtual void print() const {

        std::cout << "Derived !" << x << "\n";
    }

    Derived() : x(5) {}
    int x;
};

int main() {
    Polymorphic<Base> base{Base()};
    base.obj.print(); // Base !
    Polymorphic<Base> base2{Derived()};
    base2.obj.print(); // Derived 5!
}

我遇到的问题是更改多态对象的值（不是obj的值，而是多态对象本身的值）时。由于无法重新分配到r值引用，我尝试使用placement new执行以下操作：

#include <new>
int main() {
    Polymorphic<Base> base{Base()};
    new (&base) Polymorphic<Base>{Derived()};
    std::launder(&base)-> obj.print(); // Segmentation fault... Why is that?
    
    return 0;
}

我认为我有一个分段错误，因为多态

顺便说一句，请不要告诉我“你的代码很愚蠢”，“使用唯一指针代替”...我知道正常的多态性是如何工作的；我问这个问题是为了加深我对放置new和std::launder的理解：）

Answer 1

查看您在提供的链接中引用的项目符号上方的项目符号：

与新表达式中使用的初始值设定项中的引用的临时绑定一直存在，直到包含该新表达式的完整表达式结束，而不是与初始化的对象一样长。如果初始化的对象超过完整表达式，则其引用成员将成为悬空引用。

在您的崩溃示例中，您使用了一个新表达式，因此生命周期不会延长。

Answer 2

[类别临时]/6.12规定：

临时绑定到新初始化程序中的引用会一直持续到包含新初始化程序的完整表达式完成。

它对引用的初始化方式并不挑剔；这适用于此类引用初始化的所有方式。事实上，甚至有一个例子：

struct S { int mi; const std::pair<int,int>& mp; };
S a { 1, {2,3} };
S* p = new S{ 1, {2,3} };       // creates dangling reference

Placement-new是一个新的初始化器。所以它适用。就像上面一样，base包含一个悬空引用。在那之后如何访问它并不重要；它引用的对象已经被销毁，所以你得到UB。

如果一些代码的读者看不出临时文件的生存期，则不应使用临时文件。只要给它起个名字，你所有的问题就会消失。