C++ tuple内部元素地址顺序是否有标准保障？为何出现逆序？

核心结论 #

tuple内部元素的地址顺序属于实现定义行为，C++标准没有作出强制统一的规定。

详细说明 #

• C++标准仅对std::tuple的功能接口作出约束，比如按索引获取元素、拷贝/移动语义、构造析构规则等，完全没有限定其内部成员的内存排布顺序、对齐策略，各编译器的STL实现可以自由选择排布方案。
• 你在VS2019中观察到的元素逆序排布，是MSVC STL的特有实现选择：MSVC的tuple采用递归继承的实现方案，基类存储索引值更大的元素，派生类存储索引值更小的元素；而C++对象模型中，基类子对象的地址通常排在派生类子对象地址之前，因此会出现索引大的元素地址更低、索引小的元素地址更高的情况，和你测试的输出结果吻合。
• 不同编译器的实现逻辑可能完全不同：比如旧版GCC的tuple实现虽然也用递归继承，但元素排布顺序和MSVC相反；也有部分STL实现采用平铺顺序存储结构，元素地址和索引顺序完全一致。因此绝对不能依赖tuple的元素内存顺序编写代码，否则会出现严重的跨平台兼容性问题，这类依赖也属于C++标准规定的未定义行为范畴。

测试代码验证 #

你提供的测试代码在VS2019环境下的输出符合MSVC的实现特性：

#include <iostream>
#include <tuple>

using namespace std;

int main()
{
    tuple<string, string> tss( "try", "this" );
    cout << &get<1>( tss ) - &get<0>( tss ) << endl;
}

运行输出结果：

-1

该结果仅代表MSVC STL的实现特性，不具备通用性。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Bonita Montero