我有一块通过 char 缓冲区分配的内存，通过其他类型的缓冲区查看是否合法？
char* buffer = new char[1000];
int64_t* int64_view = static_cast<int64_t*>(static_cast<void*>(buffer))
int64_view[0] 是否保证对应buffer 的前 8 个字节？
我有点担心别名问题，如果char 缓冲区只有1 字节对齐，而int64_t 必须是8 字节对齐，那么编译器如何处理呢？
【问题讨论】：
您的示例违反了严格的别名规则。
所以，int64_view 无论如何都会指向第一个字节，但它可以是非对齐访问。有些平台允许，有些不允许。无论如何，在 C++ 中它是 UB。
例如：
#include <cstdint>
#include <cstddef>
#include <iostream>
#include <iomanip>
#define COUNT 8
struct alignas(1) S
{
char _pad;
char buf[COUNT * sizeof(int64_t)];
};
int main()
{
S s;
int64_t* int64_view alignas(8) = static_cast<int64_t*>(static_cast<void*>(&s.buf));
std::cout << std::hex << "s._pad at " << (void*)(&s._pad) << " aligned as " << alignof(s._pad) << std::endl;
std::cout << std::hex << "s.buf at " << (void*)(s.buf) << " aligned as " << alignof(s.buf) << std::endl;
std::cout << std::hex << "int64_view at " << int64_view << " aligned as " << alignof(int64_view) << std::endl;
for(std::size_t i = 0; i < COUNT; ++i)
{
int64_view[i] = i;
}
for(std::size_t i = 0; i < COUNT; ++i)
{
std::cout << std::dec << std::setw(2) << i << std::hex << " " << int64_view + i << " : " << int64_view[i] << std::endl;
}
}
现在用-fsanitize=undefined编译并运行它：
$ g++ -fsanitize=undefined -Wall -Wextra -std=c++20 test.cpp -o test
$ ./test
s._pad at 0x7ffffeb42300 aligned as 1
s.buf at 0x7ffffeb42301 aligned as 1
int64_view at 0x7ffffeb42301 aligned as 8
test.cpp:26:23: runtime error: store to misaligned address 0x7ffffeb42301 for type 'int64_t', which requires 8 byte alignment
0x7ffffeb42301: note: pointer points here
7f 00 00 bf 11 00 00 00 00 00 00 ff ff 00 00 01 00 00 00 20 23 b4 fe ff 7f 00 00 7c a4 9d 2b 98
^
test.cpp:31:113: runtime error: load of misaligned address 0x7ffffeb42301 for type 'int64_t', which requires 8 byte alignment
0x7ffffeb42301: note: pointer points here
7f 00 00 bf 00 00 00 00 00 00 00 00 01 00 00 00 00 00 00 00 02 00 00 00 00 00 00 00 03 00 00 00
^
0 0x7ffffeb42301 : 0
1 0x7ffffeb42309 : 1
2 0x7ffffeb42311 : 2
3 0x7ffffeb42319 : 3
4 0x7ffffeb42321 : 4
5 0x7ffffeb42329 : 5
6 0x7ffffeb42331 : 6
7 0x7ffffeb42339 : 7
它适用于 x86_64，但存在未定义的行为，您需要为执行速度付费。
godbolt上的这个例子
在 C++20 中有bit_cast。在此示例中，它对未对齐访问没有帮助，但它可以解决一些别名问题。
更新： x86_64 上有说明，需要对齐访问。例如，需要 16 位对齐的 SSE。如果您尝试在未对齐的访问中使用这些指令，应用程序将因“一般保护错误”而崩溃。
【讨论】：
void*肯定会导致UB。 static_cast 在您首先将您的类型转换为最通用的类型void* 时失去了它的价值，因为您可以将所有内容转换为/从void*。这与使用 reinterpret_cast 直接从您的类型转换为任何其他指针类型没有什么不同。
考虑以下示例：
int64_t* int64_view = reinterpret_cast<int64_t*>(buffer);
它可能有效，也可能无效 - UB。
【讨论】：