在 MyClass 指针的容器中找到一个 void 指针？

Question

我有一个指针 void* p 指向一个未知类型的变量，还有一个容器 std::set<MyClass*> c 填充有 MyClass 指针。有没有办法找出c是否包含p（即它是否包含指向与p相同的内存地址的指针）而不需要手动循环遍历c中的元素，这不会导致未定义的行为？ （请注意，如果我在 c 中找不到它，我不会取消引用 p。）

另外，如果p 指向的数据类型的变量与MyClass 无关，我假设将p 转换为MyClass* 会导致未定义的行为，但也许情况并非如此？

Answer 1

如果 [..]

它可能导致 UB 是迂腐正确的。

但应该可以在实践中发挥作用（UB 的喜悦）。

有什么方法可以在不手动循环遍历 c 中的元素的情况下找出 c 是否包含 p [..]。

std::find_if 或std::binary_search 可以与适当的谓词一起使用以在线性时间内找到它（std::set::iterator 不是随机迭代器，因此“伪造”binary_search 复杂性）。

如果您可以将容器更改为：

• std::set<MyClass*, std::less<void>>，那么你可以放心地使用std::set::find 感谢透明的比较器。

• 对std::vector<MyClass*> 进行排序，然后您可以使用具有正确复杂度的std::binary_search。

Answer 2

您可以安全地将void* 转换为另一个指针，但不应取消引用它。在 std::set<T*> 中查找指针不会取消引用指针（除非您指定了自定义比较谓词）。

迂腐地，C++ 标准说仅仅加载一个无效的指针是未定义的行为。但是，这是针对具有segmented addressing（x86 实模式）的硬件架构的规定，其中加载指针会将其值的一部分加载到段寄存器中，这可能会导致硬件陷阱。在具有平面内存模型的现代架构中，此限制不适用，加载任何指针值都是明确定义的，因为这只是加载到通用 CPU 寄存器中。

类似：

MyClass* find(std::set<MyClass*> const& c, void* p) {
    auto found = c.find(static_cast<MyClass*>(p));
    return found != c.end() ? *found : nullptr;
}

你可以像这样使用它：

std::set<MyClass*> c;
void* p = ...;
if(MyClass* q = find(c, p))
   // p is found and is q

Answer 3

在实践中，您应该能够做到（参见其他 anser 和 cmets），但您需要注意一些陷阱。

如果你的类派生自另一个类（比如OtherClass）和MyClass，那么你需要确保p 指向MyClass 部分而不是OtherClass。虽然您不会有未定义的行为，但您不会找到该项目。

class OtherClass { int someData; };
class WontWork : public OtherClass, public MyClass { };

auto *w = new WontWork();
c.insert(w);
void *p = w;

在这种情况下，您不会在集合中找到p，因为p 的值与插入集合中的值不同（在隐式转换为MyClass * 之后）。

要使代码正常工作，您需要 p 指向 MyClass 部分，方法是：

void *p = static_cast<MyClass *>(w);

或

MyClass *mc = w;
p = mc;

但是，您必须确保不要使用 p，就好像它在代码的其他地方是 OtherClass 或 WontWork 类型一样。

如果可能，最好通过修复声明来完全避免void *。