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假设程序员没有故意做一些奇怪的事情，比如专业化，那么进入 areinterpret_cast是否安全（理论上或实际上）？std::pair<T1, T2> const &std::pair<T1 const, T2> const &std::pair<T1 const, T2>

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这样做是不便携的。

std::pair要求在第 20.3 条中列出。第 17.5.2.3 条阐明

第 18 到 30 条和附录 D 没有指定类的表示，并且有意省略了类成员的说明。实现可以定义静态或非静态类成员，或两者，根据需要实现第 18 到 30 条和附录 D 中指定的成员函数的语义。

这意味着实现包含部分专业化是合法的（尽管极不可能），例如：

template<typename T1, typename T2>
struct pair<T1, T2>
{
    T1 first;
    T2 second;
};

template<typename T1, typename T2>
struct pair<const T1, T2>
{
    T2 second;
    const T1 first;
};

这显然与布局不兼容。first其他变体，包括可能在规则之前和/或second在规则下也允许包含其他非静态数据成员。

现在，考虑一下布局已知的情况有点有趣。尽管 Potatoswatter 指出了DR1334断言并且T与布局const T不兼容，但该标准提供了足够的保证，让我们无论如何都能获得大部分内容：

template<typename T1, typename T2>
struct mypair<T1, T2>
{
    T1 first;
    T2 second;
};

mypair<int, double> pair1;
mypair<int, double>* p1 = &pair1;
int* p2 = reinterpret_cast<int*>(p1); // legal by 9.2p20
const int* p3 = p2;
mypair<const int, double>* p4 = reinterpret_cast<mypair<const int, double>*>(p3); // again 9.2p20

但是，这不起作用，std::pair因为我们无法应用 9.2p20 而不知道它first实际上是初始成员，但未指定。

于 2013-01-11T19:25:38.803 回答
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pair在标准的第 20.3.2 节中定义为具有数据成员：

template <class T1, class T2>
struct pair {
    T1 first;
    T2 second;
};

这意味着对于具体类型T1、和T2，保证具有各自的数据成员：pair<T1, T2>pair<const T1, T2>

struct pair<T1, T2> {
    T1 first;
    T2 second;
};
struct pair<const T1, T2> {
    const T1 first;
    T2 second;
};

现在，如果T1和T2都是标准布局，那么pair<T1, T2>和pair<const T1, T2>都是标准布局。如上所述，在DR1334中，它们与布局不兼容(3.9p11)，但在 9.2p19 中，它们可以是reinterpret_cast各自的T1或const T1第一个成员。到 9.2p13，T2第二个成员必须位于第一个成员之后（即具有更高的地址），并且到 1.8p5 必须立即位于第一个成员之后，以便在考虑对齐后对象是连续的（9.2p19）。

我们可以使用offsetof（为标准布局类型定义）检查这一点：

static_assert(offsetof(pair<T1, T2>, second) ==
    offsetof(pair<const T1, T2>, second), "!");

由于pair<T1, T2>和pair<const T1, T2>具有相同的布局，正向转换并使用结果访问成员在 3.9.2p3 中有效：

如果一个类型的对象T位于一个地址，那么一个值为地址的cvA类型的指针被称为指向该对象，而不管该值是如何获得的。 T*A

所以reinterpret_cast只有std::is_standard_layout<std::pair<T1, T2>>::valueis才是安全的true。

于 2013-01-11T19:14:29.073 回答
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实际的答案是转换为 const 应该是安全的，因为您正在重新解释转换为具有相同表示的对象。但是，反过来会引入未定义的行为（const to non-const）。

至于“理论上的”答案，我应该注意到 C++ 标准不保证 const/non-const 对象的相同按位表示。const 关键字保证“概念上的 constness”，这取决于实现。

于 2013-01-11T17:31:20.873 回答