C++ 中的引用和指针类型转换答案

【问题标题】：reference and pointer typecasting in C++C++ 中的引用和指针类型转换
【发布时间】：2018-09-25 12:13:36
【问题描述】：

我能够将vector<void*> 的引用类型转换为vector<Foo*> 的引用，而我无法对vector<void*> to vector<Foo*> 进行类型转换。我收到错误 C2440: 'reinterpret_cast' : cannot convert from 'std::vector<_ty>' to 'std::vector<_ty>' 为什么？

而且我能够将 void* 类型转换为 Foo* 而不会出现编译器错误。

void* g =&foo;
reportFooVector2(reinterpret_cast<Foo*>(g));

下面是我的全部代码。

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

struct Foo
{
  string s;
  int i;
};


void reportFooVector( vector <Foo*> * pvf )
{

}


void reportFooVector1( vector <Foo*> pvf )
{
}

void reportFooVector2( Foo *pvf )
{
}


int main()
{
    struct Foo foo = {"foo",  5};
    struct Foo goo = {"goo", 10};
    void* g =&foo;
    reportFooVector2(reinterpret_cast<Foo*>(g));
    vector <void *> vf;
    vf.push_back(&foo);
    vf.push_back(&goo);
    reportFooVector1( reinterpret_cast< vector < Foo * >  >(vf));
    reportFooVector( reinterpret_cast< vector < Foo * > * >(&vf));
}

在上述程序中，我得到编译器 error C2440: 'reinterpret_cast' : cannot convert from 'std::vector<_ty>' to 'std::vector<_ty>' when调用行reportFooVector1( reinterpret_cast< vector < Foo * > >(vf));

请问有人能说出原因吗？

【问题讨论】：

void* 是一个例外，它表示允许与任何其他指针类型进行转换。 std::vector<void*>没有这样的例外
原因是在 C++ 中是不允许的。一个左值表达式只能被重新转换为一个类型的reference，除非左值表达式是一个指针、一个整数和枚举等...... vector 两者都不是，唯一可以 reinterpret_casted 的就是一个引用。
那些是指针，而不是引用。不是挑剔，因为 C++ 有实际的引用，而且这些是与指针不同的类型。最好使术语正确以避免混淆。
@SamVarshavchik 对我来说似乎是一个完美的答案，为什么要在评论中发布它？
为什么要存储一个 void* 指针向量？

标签： c++ stl

【解决方案1】：

首先，reinterpret_cast 做了什么？

将任何指针类型转换为任何其他指针类型，甚至是不相关的类

将指针转换为整数类型或从整数类型转换

请注意，这里所做的一切都涉及在指针类型之间进行转换，或者从指针类型转换。所以重要的是要注意reinterpret_cast<vector<Foo*>>(vf) 无效，因为它将vector<void*> 转换为vector<Foo*>。尽管这些都是vectors，包含指针，但vf和vector<Foo*>本身都不是指针。

解决了这个问题后，让我们讨论reinterpret_cast<vector<Foo*>*>(&vf) 这是也如果由于Type Aliasing 上的规则而被取消引用，将导致未定义的行为。
假设reinterpret_cast 的输入是DynamicType，输出是AliasedType，那么reinterpret_cast 只有在以下情况下才有效：

AliasedType 和 DynamicType 类似

AliasedType 是 DynamicType 的（可能是 cv 限定的）有符号或无符号变体

AliasedType 是 std::byte、char 或 unsigned char：这允许将任何对象的对象表示形式检查为字节数组

非正式地，如果忽略顶级 cv-qualification，两种类型是相似的：

它们是同一类型

都是指针，指向的类型类似

都是指向同一个类的成员的指针，所指向的成员的类型相似

它们都是相同大小的数组或都是未知边界的数组，并且数组元素类型相似

由于对于 vector<void*>* 和 vector<Foo*>* 而言，这些都不正确，因此取消引用此 reinterpret_cast 的输出是未定义的行为。

现在我们已经讨论了为什么这些都是不可取的；让我建议你改为：void reportFooVector(void** pvf, const size_t count) 你可以通过这样做来调用它：reportFooVector(data(vf), size(vf)) 在内部到 reportFooVector 你需要将单个元素转换为 Foo*s 以便对它们进行操作。

【讨论】：