C++标准是否允许在对象销毁后、内存释放前使用其提供的存储？

核心疑问 #

C++标准是否允许在对象销毁但内存尚未释放时，使用该对象提供的存储？

常规场景下，对象销毁后其存储可被复用，但下述特殊场景存在疑问：模板结构体B为模板参数T类型对象提供存储，并在自身构造时于该存储中构造T对象。当B对象被销毁时，其存储中的T类型对象（示例中的A）并未被销毁，而提供存储的std::byte数组因析构函数平凡无副作用，生命周期未结束。由此产生疑问：A类型对象的生命周期是否随B一同结束？

示例代码 #

#include <cstddef>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <new>

struct A
{
  int i = 23;
};

template<class T>
struct B
{
  B()
  {
    // 在预留存储中构造T对象
    new (&c) T;
  }

  // 返回存储中对象的引用
  T & t()
  {
    return *std::launder(reinterpret_cast<T *>(&c));
  }

  // 预留的存储
  alignas(T) std::byte c[sizeof(T)];
};

int
main()
{
  using Alloc = std::allocator<B<A>>;
  using AllocTraits = std::allocator_traits<Alloc>;
  Alloc alloc;

  // 存储生命周期开始
  B<A> * b = AllocTraits::allocate(alloc, 1u);

  // 构造B和A对象
  AllocTraits::construct(alloc, b);

  // 获取A的引用
  A & a = b->t();

  std::cout << "此时A存活。a.i = " << a.i << std::endl;
  a.i = 42;

  // B对象被销毁，但A未被销毁
  AllocTraits::destroy(alloc, b);

  // 读取'a'是否属于未定义行为？
  std::cout << "A是否仍存活？a.i = " << a.i << std::endl;

  // 销毁A
  a.~A();

  // 存储生命周期结束
  AllocTraits::deallocate(alloc, b, 1u);

  return 0;
}

延伸问题与解答 #

问：为何有人会这么做？
答：这种方式可用于实现无额外开销的侵入式弱指针控制块。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者woodstock