reinterpret_cast 和明确的对齐要求答案

【问题标题】：reinterpret_cast and explicit alignment requirementreinterpret_cast 和明确的对齐要求
【发布时间】：2021-12-17 15:38:16
【问题描述】：

鉴于reinterpret_cast 的这个（粗体部分），我期待下面的代码在将X* 转换为Y* 时会生成不同的地址，因为后者比前者更严格对齐。我在这里错过了什么？

任何对象指针类型 T1* 都可以转换为另一个对象指针类型 cv T2*。这完全等价于 static_cast(static_cast(expression)) （这意味着如果 T2 的对齐要求不比 T1 严格，则指针的值不会改变 并将结果指针转换回其原始类型会产生原始值）

cppreference/reinterpret_cast

#include <iostream>


struct alignas (1) X
{
    char c;
};


struct  alignas (32) Y
{
    char c;
};

int main(int argc, const char *const* const argv)
{
    std::cout << alignof(X) << " " << alignof(Y) << std::endl;

    X x;
    Y y;
    std::cout << &x << " " << reinterpret_cast<Y*>(&x) << std::endl;
    std::cout << &y << " " << reinterpret_cast<X*>(&y) << std::endl;

}

输出

Program returned: 0
1 32
0x7ffef3434578 0x7ffef3434578
0x7ffef3434540 0x7ffef3434540

snippet on godbolt

【问题讨论】：

“如果 a 那么 b”并不意味着“如果不是 a 那么不是 b”
来自static_cast 参考："如果原始指针值表示内存中不满足目标类型对齐要求的字节地址，那么得到的指针值为未指定。”我相信这条规则适用于此。请参阅en.cppreference.com/w/cpp/language/static_cast 中的 10)。 C++ 标准（草案）链接：eel.is/c++draft/expr.static.cast#13.sentence-2.
@463035818_is_not_a_number 感谢您的一般回答。我期待标准中提供更多上下文的东西。
重新解释强制转换永远不会改变指针的二进制值。它只解释它的类型
@RbMm 问题中的引用不同意。

标签： c++ alignment reinterpret-cast

【解决方案1】：

引用[expr.reinterpret.cast]/7:

对象指针可以显式转换为不同类型的对象指针。当对象指针类型的prvaluev转换为对象指针类型“pointer to cv T”时，结果为static_cast<cv T*>(static_cast<cv void*>(v))。

那么，来自[expr.static.cast]/13：

类型“指向 cv1 void”的纯右值可以转换为类型“指向 cv2 T”的纯右值，其中T 是对象类型，而 cv2 与 cv-qualification 相同，或比 cv1 更高的 cv 资格。 如果原始指针值表示内存中某个字节的地址A，而A不满足T的对齐要求，则结果指针值未指定....

我相信这些规则在这里适用。在您的情况下，reinterpret_cast<Y*>(&x) 被解析为static_cast<Y*>(static_cast<void*>(&x))。 原始指针值static_cast<void*>(&x)代表地址A，这个地址一般不满足Y的对齐要求。因此，结果指针的值是未指定。

【讨论】：