C++20/23标准中重复析构与未析构复用存储的合规性问询

1. 重复调用析构函数 #

alignas(T) std::byte storage[sizeof(T)];
T* const p = new (storage) T(...);
p->~T();
p->~T();

在C20及C23标准中，无论T的析构函数是否平凡，上述代码均属于未定义行为。

标准条款依据 #

根据C20/C23标准的[class.dtor]/11条款：

一旦对象的析构函数被调用，该对象即不再存在；若对生命周期已结束的对象调用析构函数，行为是未定义的。[注：即使对象的析构函数是平凡的，此规则依然适用，因为析构函数的调用会销毁对象。——结束注]

C20修改了C17中对平凡析构函数重复调用的宽松规则，明确将其纳入未定义行为范畴：即使平凡析构不执行任何实际操作，调用析构函数的动作本身会标记对象生命周期的结束，后续对该“已销毁对象”的操作不再合法。

2. 未调用析构函数就复用存储 #

alignas(T) std::byte storage[sizeof(T)];
T* p = new (storage) T(...);
p = new (storage) T(...);
p->~T();

当T的析构函数非平凡时，上述代码属于未定义行为；若T的析构函数平凡，则该操作是允许的。

标准条款依据 #

根据C20/C23标准的[basic.life]/14条款：

若对象o的生命周期已结束，且其占用的存储被复用或释放，程序必须确保o的析构函数被调用，除非满足以下任一条件：

1. 对象是联合体的非当前成员；
2. 对象的析构函数是平凡的；
3. 对象类型为T，且在o占用的存储中创建了一个T类型（或T的派生类型）的新对象，且T的析构函数是平凡的。

对于非平凡析构的T，直接在已有对象的存储上调用placement new创建新对象，会结束旧对象的生命周期，但未调用其析构函数，违反了上述条款的要求，因此行为未定义。而平凡析构的T满足例外条件，无需显式调用旧对象的析构函数即可复用存储。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者jacobsa