如何指定指向未对齐int的指针？答案

【问题标题】：How to specify a pointer which points to unaligned int?如何指定指向未对齐int的指针？
【发布时间】：2015-11-10 02:44:58
【问题描述】：

struct Intx4 {
  int data[4];
};

Intx4 loadIntx4(void const *p) {
  auto up alignas(1) = (int const *)p; // Does this line correct? (compiled ok in clang)
  Intx4 r;
  for (int i = 0; i < 4; i++) r.data[i] = up[i];
  return r;
}

我也尝试了以下方法，它们都无法在clang中编译：

int const *up alignas(1) = (int const *)p;
auto up = (int const alignas(1) *)p;

【问题讨论】：

为什么不直接发送 Intx4 参考？这比 C++ 更像 C，除了 alignas
我只是想知道如何表达从未对齐的内存地址读取 int。
当心，从未对齐的地址读取 int 会在某些架构 (ARM) 上引发异常，并且在所有 C++ 版本中都是明确未定义的行为。
@SergeBallesta：由于 C++ 仅开始指定从 C++11 开始的内存模型，我会质疑您关于未对齐内存地址导致未定义行为的说法。在 C++11 中甚至不是这样。
@IInspectable，内存模型描述了内存操作在存在多个线程的情况下如何表现，但这与这里无关。对齐要求一直是 C++ 的一部分。

标签： c++ c++11 alignas

【解决方案1】：

读取未对齐的整数：

int i;
void* ptr_to_unaligned;
...
memcpy (&i, ptr_to_unaligned, sizeof(i));

C++ 中没有未对齐的整数类型，因此您必须使用void*。

【讨论】：

【解决方案2】：

根据 C++11 草案 (n4296)，尝试将指向 void 的指针转换为具有对齐要求的类型会调用未定义的行为

从 5.2.9 静态转换第 13 节开始：“指向 cv1 void 的指针”类型的纯右值可以转换为“指向 cv2 T 的指针”类型的纯右值，其中 T 为一个对象类型，并且 cv2 与 cv1 具有相同的 cv 限定或大于 cv1 的 cv 限定...如果原始指针值表示一个字节在内存中的地址A并且A满足T的对齐要求，则得到的指针 value 表示与原始指针值相同的地址，即 A。任何其他此类指针转换的结果都未指定（强调我的）

我知道您正在使用显式转换（或 C 样式转换），但 5.4 显式转换说：由 const_cast (5.2.11)、static_cast (5.2.9)、static_cast 执行的转换后接 const_cast、reinterpret_cast (5.2.10) 或 reinterpret_cast 后接 const_cast，可以使用显式类型转换的强制转换表示法来执行。相同的语义限制和行为适用...

因此，在您的情况下，显式转换与 static_cast<int const *>(p) 相同。

当您尝试访问未对齐的 int 指针时，某些架构（尤其是 ARM 架构）会陷入陷阱，如 that other SO answer 中所述

【讨论】：

这不是直接的答案，最初是作为评论发布的，但我想添加不适合评论的参考。
另外 [basic.life] 表示对象的生命周期在获得适当大小和对齐的存储时开始（如果相关，则其构造函数运行）。如果您没有适当对齐的存储，则无法在该地址创建对象，因此通过 [basic.lval] 从该地址读取值是未定义的行为，因为该地址没有该动态类型的对象。

【解决方案3】：

要以非对齐方式使用整数，请将单词 __packed 放在整数指针声明的前面：

__packed int *pi; // pointer to unaligned int

Unaligned pointers in C and C++ code

【讨论】：