C++ 读取和比较POD类型的填充字节是否是未定义的行为？

今天，我遇到了一些代码，大致类似于下面的代码片段。

valgrind

和

undefinedbehaviorsanizizer

都检测到未初始化数据的读取

template <typename T>
void foo(const T& x)
{
    static_assert(std::is_pod_v<T> && sizeof(T) > 1);
    auto p = reinterpret_cast<const char*>(&x);

    std::size_t i = 1; 
    for(; i < sizeof(T); ++i)
    {
        if(p[i] != p[0]) { break; }
    }

    // ...
}

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从POD类型读取填充字节并将其与其他内容进行比较是否是未定义的行为？无论是在标准中还是在StackOverflow上，我都找不到明确的答案。

程序的行为是基于两个方面定义的：

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1） 在C++14之前：由于您的

char

类型可能有1的补码或有符号大小

signed

，因此比较+0和-0可能会返回一个令人惊讶的结果

真正防水的方法是使用

const unsigned char*

指针。这消除了对现在已废除的（从C++14）1的补码或带符号的大小

char

的任何担忧

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由于（i）您拥有内存，（ii）您使用指向

x

的指针，（iii）

无符号字符

不能包含陷阱表示，（iv）无符号字符，

无符号字符

，以及

有符号字符

不受严格的别名规则约束，使用

const unsigned char*

读取未初始化内存的行为定义得很好

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2） 但由于您不知道未初始化内存中包含的内容，因此读取内存时的行为是未指定的，这意味着程序行为是由实现定义的，因为字符类型不能包含陷阱表示。

这取决于条件

如果

x

初始化为零，则填充具有零位，因此这种情况定义良好（C++14的8.5/6）：

将类型为T的对象或引用初始化为零意味着：

-如果T是标量类型（3.9），则将对象初始化为值 通过转换整数文本获得

0（零）到T；105

-如果T是（可能是cv合格的）非联合类类型，则每个 非静态数据成员和每个基类

子对象初始化为零，填充初始化为零位

-如果T是（可能是cv限定的）联合类型，则对象的第一个 非静态命名数据成员为零-

初始化，填充被初始化为零位

-如果T是数组类型，则每个元素初始化为零；-如果T是一个 引用类型，不执行初始化

但是，如果默认初始化了

x

，则未指定填充，因此它具有不确定的值（根据此处未提及填充的事实推断）（8.5/7）：

默认初始化T类型的对象意味着：

-如果T是（可能是cv合格的）类别类型（第9条），则默认 调用T的构造函数（12.1）（初始化为 如果T没有默认构造函数或重载解析，则格式错误 （13.3）导致歧义或功能被删除或 无法从初始化上下文访问）

-如果T是数组类型，则每个元素默认初始化

-否则，不执行初始化

在这种情况下，比较不确定值是UB，因为当您将不确定值与某物（8.5/12）进行比较时，上述例外情况均不适用：

如果没有为对象指定初始值设定项，则该对象为 默认值已初始化。当存储对象时，使用自动或 获取动态存储持续时间时，对象具有不确定的 值，并且如果没有对对象执行初始化，则 对象保留一个不确定的值，直到该值被替换为止 (5.17). [注意：具有静态或线程存储持续时间的对象是 零已初始化，如果存在不确定值，请参见3.6.2.-结束注释] 通过评估产生，行为未定义，除非 以下情况：

-如果为无符号窄字符类型的不确定值（3.9.1） 通过对以下各项的评估得出：

……条件表达式（5.16）的第二个或第三个操作数

……逗号表达式的右操作数（5.18）

……转换或转换为无符号窄字符类型（4.7、5.2.3、5.2.9、5.4）的操作数

或

……一个废弃的值表达式（第5条），然后是 操作是一个不确定的值

-如果无符号窄字符类型的不确定值为 由简单赋值的右操作数求值产生 运算符（5.17），其第一个操作数是无符号字符串的左值 字符类型，不确定的值将替换 由左操作数引用的对象

-如果不确定的值为 无符号窄字符类型由 初始化未签名的对象时的初始化表达式 窄字符类型，该对象初始化为不确定字符 价值观

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< PaseBBA的回答正确地描述了C++标准的字母。 坏消息是，我测试过的所有现代编译器（GCC、Clang、MSVC和ICC）都忽略了这一点上的标准字母。相反，他们用C标准来处理秃顶的语句

[如果]在不确定时使用具有自动存储持续时间的对象的值，则行为未定义

似乎是100%的规范，C和C++都是，即使附件J不规范。这适用于对未初始化存储的所有可能读访问，包括通过

unsigned char*

仔细执行的读访问，是的，包括对填充字节的读访问

此外，如果你要提交错误报告，我会

struct obj { char c; int* i; };
foo(obj{'b', nullptr});