违反严格混叠规则的演员表答案

【问题标题】：A cast that is breaking strict-aliasing rules违反严格混叠规则的演员表
【发布时间】：2011-04-15 09:32:11
【问题描述】：

我有一个采用 unsigned long* 的函数，需要将其传递给采用 unsigned int* 的外部库，并且在此平台上 unsigned int/long 的大小相同。

void UpdateVar(unsigned long* var) {
   // this function will change the value at the address of var
   ExternalLibAtomicUpdateVar((unsigned int*)var); // lib atomically updates variable
}

这会生成一个警告，指出它违反了严格的别名规则。有什么解决办法吗？

谢谢

编辑：我很抱歉不清楚。该代码是一个原子更新，所以绕过库来存储它不是一种选择。我可以下到汇编，但我想在 C++ 中执行此操作。

【问题讨论】：

只适用于单个对象或长/整数数组？
这是对单个 32 位内存的原子存储。

标签： c++ reinterpret-cast strict-aliasing type-punning

【解决方案1】：

C 标准中没有规定int 和long 必须具有相同的大小；此外，即使它们确实具有相同的大小，标准中也没有任何规定要求它们具有相同的表示形式（除此之外，它们可能具有不兼容的填充位和陷阱表示组合，因此这两种类型之间的别名无法提供任何有用的目的）。

该标准的作者不想强制实施者针对int 和long 之间的别名无法识别此类别名的平台。他们也不想编写适用于某些平台（别名将服务于目的的平台）但不适用于其他平台（不适用的平台）的规则。相反，他们认为编写高质量编译器的人会在有用的情况下尝试识别别名。

能够使用指向一种 32 位类型的指针来读取和写入具有相同表示的另一种 32 位类型的值显然很有用，尤其是当 API 被拆分为它们期望的类型时。如果平台上的某些常见 API 使用 int* 表示 32 位值，而其他 API 使用 long*，则该平台的 quality 通用实现必须允许使用指针访问任一类型的数据其他的。

然而，不幸的是，一些编译器的作者更感兴趣的是快速处理某个程序子集，而不是有效地处理更大的程序子集，如果需要在它们之间交换数据，则不能依赖它来生成有用的代码。除非完全禁用别名分析，否则使用相同数据表示但不同命名类型的 API。当然，如果目标是适合在微控制器上通用使用的 C 语言方言，那么这些问题就无关紧要了。

【讨论】：

【解决方案2】：

void UpdateVar(unsigned long* var) {
   unsigned int x = static_cast<unsigned int>(*var);
   ExternalLibUpdateVar(&x);
   *var = static_cast<unsigned long>(x);
}

【讨论】：

对不起；没有注意到 C++ 标签
在这种情况下static_cast 和reinterpret_cast 之间的真正区别是什么？
现在不同了。想象一下ExternalLibUpdate 将传递的地址存储在某处。它将存储本地x 的地址，而不是var 中的地址。
@IceDane 我相信这里 reinterpret_cast 的行为是未定义的——据我所知，唯一可以保证的是，如果你将 reinterpret_cast 转换为更大的类型，然后再返回，你将获得原始值返回
我编辑了我的原始帖子，以反映外部库是一个原子更新，所以我不允许自己绕过它来存储它。

【解决方案3】：

这应该可行：

void UpdateVar(unsigned long* var) {
   // this function will change the value at the address of var
   ExternalLibUpdateVar(reinterpret_cast<unsigned int*>(var));
}

【讨论】：

如果 sizeof(long) != sizeof(int) 很危险
他在原帖中说，他们保证在他的平台上大小相同。但是，是的，你是对的。
+1。在某些条件下，我认为这实际上是合适的。但这确实取决于具体情况，如果不满足条件，我会在程序中使用某种sizeof(int)==sizeof(long) 检查使编译失败——C++0x 的static_cast 有人吗？ :-)
我使用这样的宏来执行静态断言：#define static_assert(x) extern char static_assert[(x) ? 1：-1]
我在我的代码中做了一个 static_assert 但我看不出这如何解决别名问题。