能否将placement new用于类数组？代码用法合规吗？reinterpret_cast是否致UB？

这段代码存在未定义行为，但问题根源并非reinterpret_cast，而是对象对齐不满足要求导致placement new构造double时就已触发UB；即使对齐问题解决，reinterpret_cast本身合法，但必须配合std::launder才能正确访问新对象。

核心问题拆解 #

1. 对齐不匹配导致的未定义行为 #

• Block结构体使用alignas(int)指定对齐要求，意味着Block类型的对齐值等于int的对齐值（通常为4字节）。
• 数组buff的对齐要求继承自Block，因此buff的起始地址仅保证按int对齐。
• 在绝大多数系统中，double的对齐要求高于int（比如64位系统中double需要8字节对齐），此时&buff的地址无法满足double的对齐要求。根据C++标准，使用placement new构造对象时，目标地址必须满足该对象的对齐要求，否则行为完全未定义。

2. reinterpret_cast的合法性分析 #

假设我们修正对齐问题（比如将Block的对齐改为alignas(double)），此时：

• reinterpret_cast<double*>(&buff)本身是合法的：它将指向Block数组的指针转换为double*，只要转换后的指针值是double对象的有效地址（这里就是新构造的double的起始地址），这种转换符合C++标准对reinterpret_cast的规则。
• 必须使用std::launder：因为原指针指向的是Block数组对象，而我们在其存储上构造了全新的double对象，std::launder用于告知编译器，该指针现在指向的是一个与原对象类型不同的新对象，从而规避strict aliasing规则带来的未定义行为。

修正后的示例代码 #

struct Block {
    alignas(double) unsigned char data[sizeof(int)]; // 修正对齐要求
};

int main() {
    Block buff[sizeof(double) / sizeof(int)];
    ::new(&buff) double();
    double d = *std::launder(reinterpret_cast<double*>(&buff));

    return 0;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ValueError