C++标准下storage reuse（存储复用）是否必须销毁原有对象？

背景：C++标准中对象生命周期相关规定 #

根据[basic.life/1]条款（加粗为标注内容）：

类型T对象的*lifetime（生命周期）*始于满足以下全部条件时：

• 已获得大小、对齐符合类型T要求的storage（存储），且
• 其initialization（初始化）（如有）已完成（包含空初始化，见[dcl.init]）。例外情况：若该对象是联合体成员或其子对象，则其生命周期仅在该联合体成员是联合体的初始化成员时（见[dcl.init.aggr]、[class.base.init]），或符合[class.union]、[class.copy.ctor]中描述的场景，或符合[allocator.members]中描述的场景时才会开启。

类型T对象o的*lifetime（生命周期）*结束于满足以下任一条件时：

• 若T是非类类型，该对象被销毁；或
• 若T是类类型，destructor（析构函数）调用启动；或
• 该对象占用的storage（存储）被释放，或被不属于o嵌套子对象的其他对象复用（见[intro.object]）。

各阶段时序如下：

|------------|----|--------------|----------|-------------|----|--------------|

 <---------->      <------------> <--------> <----------->      <------------>
  storage           object         object     object             storage
  allocation        construction   lifetime   destruction        deallocation

              <----------------------------------------------->
               storage duration

根据[basic.life/8]条款（加粗为标注内容）：

若某对象生命周期结束后，其占用的存储被复用或释放前，在原对象占据的存储位置创建了新对象，则当原对象可被新对象透明替换（见下文）时，指向原对象的指针、引用原对象的引用、原对象的名称会自动指向新对象，且在新对象生命周期开启后可用于操作新对象。

问题解答 #

1. placement new运算符是不是实现storage reuse的唯一方式？

不是。除了常用的显式调用placement new的方式外，标准还规定了另外几种合法的存储复用实现：

• 联合体的活跃成员切换：按照[class.union]的要求，给非初始活跃的联合体成员赋值时，标准会隐式在该成员对应的存储位置创建新对象，复用联合体占有的存储，完全不需要手动调用placement new
• 分配器的construct操作：不管是标准库的std::allocator，还是符合分配器约定的自定义分配器，其construct成员函数本质就是在已申请好的存储上构造对象，也属于合法的存储复用
• C++20新增的隐式生命周期类型自动创建规则：对于满足隐式生命周期要求的类型（比如标量类型、所有平凡类型等），只要拿到了对齐、大小符合要求的存储，操作存储的过程中标准允许自动隐式创建对应类型的对象，不需要显式调用构造函数或者placement new就能完成存储复用

2. [basic.life/8]中规定的效力，是否真的要求原对象已被销毁（即满足「对象生命周期已结束」的前提）？

是，这是[basic.life/8]生效的硬性前置条件。条款原文开篇就明确限定了适用场景是「原对象生命周期结束后，存储被复用或释放前」，如果原对象生命周期还没结束，就直接往它占的存储上建新对象，属于未定义行为，根本不满足透明替换的要求。
这里要额外提一句：原对象生命周期结束不等于必须手动调用它的析构函数。比如非类类型的对象销毁本来就不需要显式调用析构，另外按照[basic.life/1]的生命周期结束规则，一旦原对象的存储被其他对象复用，原对象的生命周期会自动终止，这种场景下只要后续新对象满足透明替换的其他要求，还是可以适用[basic.life/8]的规则的。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Géry Ogam