C++ 将 bool 转换为 int - 标准

Question

我很感兴趣，无论标准在将 bool 类型转换为 integer 类型后对它的可能值进行了说明。

例如以下代码：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    bool someValue=false;
    *((int*)(&someValue)) = 50;

    cout << someValue << endl;

    return 0;
}

即使它被强制存储值 50 也会打印 1。标准是否指定了任何关于它的内容？或者编译器是否为 bool 类型生成一些方法：

operator int(){
    return myValue !=0 ? 1 : 0;
}

还有为什么会像下面这样投射：

reinterpret_cast<int>(someValue) = 50;

错误禁止

错误：从类型“bool”到类型“int”的无效转换

（以上我使用 GCC 5.1 编译器。）

Answer 1

你使用它的方式展示了 UB，因为你写在 bool 变量的边界之外并且你违反了严格的别名规则。

但是，如果您有一个 bool 并希望将其用作 int（这通常发生在您希望根据某些条件索引到数组中时），标准要求 true bool 转换为 @987654322 @ 和false bool 无论如何都会转换成0（显然不包括UB）。

例如，这保证输出52，只要should_add == true。

int main(){
    int arr[] = {0, 10};
    bool should_add = 123;
    int result = 42 + arr[should_add];
    std::cout << result << '\n';
}

Answer 2

*((int*)(&someValue)) = 50; 这一行至少是非标准的。该实现可以为 bool （例如 1 或 2 个字节）使用比 int （例如 4 个字节）更小的等级。在这种情况下，您可能会写过去的变量可能会擦除其他变量。

无论如何，正如您在评论中所说，由于严格的别名规则，几乎所有通过强制转换指针的访问都可以被编译器视为未定义行为。唯一几乎合法的（对于严格的别名规则）是：

*((char *) &someValue) = 50; 

在小端系统上，并且

*(((char *) &someValue) + sizeof(bool) - 1) = 50; 

在一个大端（字节访问仍然没有被禁止）。

无论如何，由于标准没有指定 bool 的表示形式，因此直接在 bool 中写入某些内容可能会导致 true 或 false，具体取决于实现。例如，一个实现可以只考虑最低级别的位（如果 val&1 为 1，则为 true，否则为 0），另一个实现可以考虑所有位（对于任何非 0 值都为 true，仅 0 为 false）。标准所说的唯一内容是 0 的 转换 会导致错误，而非 0 会导致正确。

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但是标准规定是从 bool 到 int 的转换：

4.5 整体促销 [conv.prom]

...
bool 类型的纯右值可以转换为 int 类型的纯右值，false 变为 0 和 true 合而为一。

所以这完全解释了显示布尔值只能给出 0 或 1 - 即使前面的操作调用了 UB，任何事情都可能在这里发生，包括这个显示

You invoked Undefined Behaviour - shame on you