原始类型指针之间的转换答案

【问题标题】：Casting between primitive type pointers原始类型指针之间的转换
【发布时间】：2013-02-08 12:59:11
【问题描述】：

下面的定义是否明确：

char* charPtr = new char[42];
int* intPtr = (int*)charPtr;

charPtr++;
intPtr = (int*) charPtr;

intPtr 未正确对齐（至少在两种情况中的一种情况下）。放在那里是违法的吗？ UB 在任何阶段都在使用它吗？怎么用，怎么不能？

【问题讨论】：

如果您在此之后尝试使用intPtr，则会发生未对齐的访问（在相关处理器上）。所以绝对不能接受。虽然它可能适用于某些处理器 - 例如x86 会很高兴地读取未对齐的内存，但速度会慢一些。
我认为你可以回退，但不能在施法后使用它:) 不过我必须检查一下。
“你能把它扔回去吗？”是什么意思
@JohnDibling 删除了该部分（发现需要回滚才能工作）。
在C++ 中最好使用static_cast 而不是C 样式转换。

标签： c++ language-lawyer strict-aliasing

【解决方案1】：

通常，如果int 的对齐要求大于char 的对齐要求，则结果是未指定的（5.2.10p7），通常情况下。结果将是 int * 类型的有效值，因此它可以是例如打印为带有operator<< 的指针或转换为intptr_t。

因为结果有一个未指定的值，除非由实现指定，否则间接它并对结果 int 左值执行左值到右值转换是未定义的行为（在未评估的上下文中除外）。转换回char * 不一定是往返。

但是，如果原始char * 本身是从int * 转换的结果，那么转换到int * 算作往返的后半部分；在这种情况下，演员表被定义。

特别是，在上述char * 是new[] 表达式的结果的情况下，我们保证（5.3.4p10）char * 指针与int 正确对齐，只要sizeof(int) <= 42。因为new[] 表达式从分配函数获得其存储空间，所以适用3.7.4.1p2； void * 指针可以转换指向具有基本对齐要求的任何完整对象类型的指针，然后用于访问对象 [...] 这强烈暗示，连同对 5.3.4p10 的注释，@987654338 也是如此new[] 表达式返回的 @ 指针。在这种情况下，int * 是指向未初始化的int 对象的指针，因此对其间接执行左值到右值转换是未定义的（3.8p6），但分配给它的间接是完全定义的。 int 对象在分配的存储空间中 (3.7.4.1p2)，因此将int * 转换回char * 将产生每1.8p6 的原始值。这不适用于递增的char * 指针，因为除非sizeof(int) == 1 它不是int 对象的地址。

【讨论】：

原来的char*是new char[42]的结果。

【解决方案2】：

首先，当然：指针保证在第一种情况（根据 §5.3.4/10 和 §3.7.4.1/2），可能是正确的在这两种情况下对齐。（显然，如果sizeof(int) == 1，但是即使不是这种情况，实现也不会必须有对齐要求。）

为了明确一点：你的演员都是reinterpret_cast。

除此之外，这是一个有趣的问题，因为就我可以说，就这两个演员表而言，没有区别标准有关。转换的结果是未指定（根据 §5.2.10/7）；你甚至没有保证将其转换回char* 将导致原值。（例如，它显然不会在机器上其中int* 小于char*。）

在实践中，当然：标准要求返回 new char[N] 的值对于任何值都充分对齐这可能适合它，所以你保证能够做到：

intPtr = new (charPtr) int;

这与你的施法效果完全相同，因为 int 的默认构造函数是无操作的。（并假设 sizeof(int) <= 42.) 所以很难想象一个实现其中第一部分失败。您应该可以使用 intPtr 就像任何其他合法获得的 intPtr。和将其转换回char* 的想法会以某种方式导致与原始 char* 的值似乎不同荒谬。

在第二部分，所有的赌注都被取消了：你绝对不能取消引用指针（除非您的实现保证否则），也很有可能将其转换回来到char* 会产生不同的结果。（想象一个词寻址机器，例如，将char* 转换为 int* 向上取整。然后转换回来会导致 char* 比原来的 sizeof(int) 高。要么总是导致转换未对齐指针的尝试在一个空指针中。）

【讨论】：