为什么允许将 void* 的 static_cast 转换为另一种类型？

Question

我刚刚读到这个帖子： Simple c++ pointer casting

这让我开始思考为什么不允许不同指针类型之间的 static_cast（除非在这种情况下）除非您将 static_cast 转换为 void* 作为中间步骤。在我看来，两者都应该被允许，或者都不应该被允许。这是一个例子：

char*          cs;
unsigned char* ucs;

cs = reinterpret_cast<char*>(ucs);                  // 1) allowed, of course
cs = static_cast<char*>(ucs);                       // 2) not allowed: incompatible pointer types
cs = static_cast<char*>( static_cast<void*>(ucs) ); // 3) now it's allowed!

在我看来，如果 #3 是可能的，那么 #2 也应该被允许。或者相反，如果由于指针不兼容（需要 reinterpret_cast）而不允许使用 #2，那么基于指针不兼容的原因，可能不允许 static_casting from void* 到任何东西。 （当然，将任何其他指针 转换为 void* 总是可以的。）

那么为什么其中一种可能性不是真的——#2 和#3 要么都被允许，要么都不被允许？为什么它会像我的示例中所示那样工作？

Answer 1

好的，我将在这里尝试回答我自己的问题，因为我想我有一个想法，尽管我不确定它是否正确。我猜，如果您认为我通过对我的答案投票赞成/反对，您可以告诉我。 :)

所以我认为static_cast 是在告诉编译器，“相信我，这是安全的。”而reinterpret_cast 是在告诉编译器，“我知道这是不安全的；无论如何都要这样做。”

回到我的例子：

cs = reinterpret_cast<char*>(ucs);

是不安全的，但编译器还是会这样做，因为你告诉它这样做。

cs = static_cast<char*>(ucs);

将导致编译器错误，因为您说“相信我，这是安全的”，但编译器知道它确实不是。所以它不信任你，因为在这种情况下它实际上知道，因此会出错。

现在最后一个例子有两部分：

void* temp = static_cast<void*>(ucs);

当然是允许的，因为将 转换为 void* 是安全的。

cs = static_case<char*>(temp); // remember temp is a void*

是允许的，因为将 from 强制转换为 void* 有时是安全的，有时不是 - 编译器无法判断它在任何给定实例中是什么......所以当你说，“相信我，这是安全，”编译器信任你——如果你错了，那就是你的问题。 O.O

所以换句话说，你不能 static_cast 一些永远不会安全的东西 - 那是你需要 reinterpret_cast 的时候......但是你可以 static_cast 一些有时安全并且有时不是（并且编译器无法判断任何给定实例中的情况）。

说了这么多...我在这里提到了很多“安全”和“不安全”，但这些词的实际含义是什么？ （所以，在某种程度上，我什至不明白我自己的答案......！如果你能帮我弄清楚，请发表评论......）

Answer 2

问题是这样的：

my_type *p = new my_type;
void *vp = p; // okay

现在，如果您需要取回原始指针，请执行以下操作：

my_type *new_p = static_cast<my_type*>(vp); // okay

很好，结果定义明确。如果您使用static_cast 将指针转换为与原始指针不同的不同 类型，则会出现未定义的行为，而这通常是编译器无法检测到的。所以演员表是允许的，如果你滥用它，它就在你的头上。

Answer 3

cs = static_cast<char*>( static_cast<void*>(ucs) ); // 3) now it's allowed!

它会编译。这是否意味着它是允许的？不是。该标准仅在 void* 是通过从 T* 转换获得的情况下才允许从 void* 转换为 T*，这不是您的情况。