memcpy处理潜在重叠子对象的合法性探讨及代码验证

根据C++标准[basic.types#2]条款，memcpy不适用于潜在重叠子对象的特定场景，标准原文翻译如下：

对于任何平凡可复制类型T的对象（潜在重叠子对象除外），无论该对象是否持有T类型的有效值，构成该对象的底层字节（[intro.memory]）均可复制到char、unsigned char或std::byte（[cstddef.syn]）数组中。36 若将该数组的内容复制回原对象，则该对象随后应持有其原始值。

针对你提出的代码场景——将Derived对象的Base子对象（属于潜在重叠子对象）通过memcpy复制到独立Base对象中，该操作是合法的，原因如下：

• 条款的限制核心是禁止对潜在重叠子对象进行"字节备份到字符数组再恢复回原对象"的操作，目的是避免这类操作引发未定义行为；
• 你的代码中，源是Derived的Base子对象，目标是完全独立的Base实例，二者内存不重叠，且操作是直接在两个平凡可复制类型对象间进行字节复制：
  • Base是平凡可复制类型，其内存表示在子对象和独立实例中完全一致；
  • memcpy本身支持对不重叠的平凡可复制类型对象进行字节复制，这一用法不受[basic.types#2]条款的限制。

你的代码示例：

class Base { int i; };
class Derived : public Base { int d; };

void copy_base(const Base &src, Base &dest) {
   memcpy((void *)&dest, (const void *)&src, sizeof(Base));
}

int main() {
   Derived d;
   Base copy;
   copy_base(static_cast<Base&>(d), copy);
   return 0;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者minex