37

我正在读一本书，我发现reinterpret_cast不应该直接使用它，而是将其转换为 void* 并结合static_cast：

T1 * p1=...
void *pv=p1;
T2 * p2= static_cast<T2*>(pv);

代替：

T1 * p1=...
T2 * p2= reinterpret_cast<T2*>(p1);

但是，我找不到解释为什么这比直接演员更好。如果有人能给我一个解释或指出我的答案，我将不胜感激。

提前致谢

ps 我知道是干什么reinterpret_cast用的，但我从来没见过这样用的

4

3 回答 3

26

对于允许进行这种T1强制转换的类型（例如，如果是 POD 类型并且T2是unsigned char），static_cast标准中明确定义了方法。

另一方面，reinterpret_cast它完全是实现定义的——你得到的唯一保证是你可以将指针类型转换为任何其他指针类型，然后再返回，你将得到原始值；而且，您可以将指针类型转换为足够大的整数类型以保存指针值（取决于实现，并且根本不需要存在），然后将其转换回来，您将获得原始值。

更具体地说，我将仅引用标准的相关部分，突出显示重要部分：

5.2.10[expr.reinterpret.cast]：

reinterpret_cast 执行的映射是implementation-defined。[注意：它可能会或可能不会产生与原始值不同的表示形式。] ...指向对象的指针可以显式转换为指向不同类型对象的指针。）除了转换类型的右值“指向 T1 的指针”指向类型“指向 T2 的指针”（其中 T1 和 T2 是对象类型，并且 T2 的对齐要求不比 T1 更严格）并返回其原始类型会产生原始指针值，结果这种指针转换是未指定的。

所以是这样的：

struct pod_t { int x; };
pod_t pod;
char* p = reinterpret_cast<char*>(&pod);
memset(p, 0, sizeof pod);

实际上是未指定的。

解释为什么static_cast有效有点棘手。这是上面重写的代码static_cast，我相信它可以保证始终按照标准的预期工作：

struct pod_t { int x; };
pod_t pod;
char* p = static_cast<char*>(static_cast<void*>(&pod));
memset(p, 0, sizeof pod);

再次，让我引用标准中的部分，这些部分共同使我得出结论，上述内容应该是可移植的：

3.9 [基本类型]：

对于 POD 类型 T 的任何对象（基类子对象除外），无论该对象是否拥有 T 类型的有效值，构成该对象的底层字节 (1.7) 都可以复制到 char 或 unsigned 数组中字符。如果 char 或 unsigned char 数组的内容被复制回对象，则该对象随后应保持其原始值。

T 类型对象的对象表示是由 T 类型对象占用的 N 个 unsigned char对象的序列，其中 N 等于 sizeof(T)。

3.9.2[基本.复合]：

cv-qualified (3.9.3) 或 cv-unqualified 类型void*（指向 void 的指针）的对象可用于指向未知类型的对象。Avoid*应该能够保存任何对象指针。cv-qualified 或 cv-unqualified (3.9.3)void*应具有与 cv-qualified 或 cv-unqualified 相同的表示和对齐要求char*。

3.10[基本.lval]：

如果程序尝试通过以下类型之一以外的左值访问对象的存储值，则行为未定义）：

  • ...
  • 一个 char 或 unsigned char 类型。

4.10 [conv.ptr]：

“指向 cv T 的指针”类型的右值，其中 T 是对象类型，可以转换为“指向 cv void 的指针”类型的右值。将“指向 cv T 的指针”转换为“指向 cv void 的指针”的结果指向类型 T 的对象所在的存储位置的开始，就好像该对象是类型 T 的最派生对象 (1.8) （即，不是基类子对象）。

5.2.9[expr.static.cast]：

除了左值到右值 (4.1)、数组到指针 (4.2)、函数到指针 (4.3) 和布尔 (4.12) 转换之外，可以执行任何标准转换序列的逆转换（第 4 条）显式使用 static_cast。

[编辑]另一方面，我们有这个宝石：

9.2[class.mem]/17：

使用 reinterpret_cast 适当转换的指向 POD 结构对象的指针指向其初始成员（或者如果该成员是位字段，则指向它所在的单元），反之亦然。[注意：因此，在 POD 结构对象中可能存在未命名的填充，但不是在其开头，这是实现适当对齐所必需的。]

这似乎暗示reinterpret_cast指针之间以某种方式暗示“相同的地址”。去搞清楚。

于 2009-12-07T21:40:00.600 回答
6

毫无疑问，其意图是两种形式都得到了很好的定义，但措辞未能体现这一点。

这两种形式都将在实践中发挥作用。

reinterpret_cast更明确的意图，应该是首选。

于 2011-12-13T08:17:49.853 回答
4

之所以如此，是因为 C++ 定义继承的方式以及成员指针。

对于 C，指针几乎只是一个地址，它应该是。在 C++ 中，由于它的一些特性，它必须更复杂。

成员指针实际上是一个类的偏移量，所以使用 C 风格转换它们总是一场灾难。

如果你多次继承了两个也有一些具体部分的虚拟对象，那对于 C 风格来说也是一场灾难。但是，在多重继承中就是这种情况，它会导致所有问题，因此无论如何您都不应该使用它。

真的希望你一开始就不要使用这些案例。此外，如果你铸造了很多，那是你在设计中搞砸的另一个迹象。

唯一一次我最终选择的是 C++ 决定的区域中的原语不一样，但显然它们必须在哪里。对于实际对象，任何时候你想铸造一些东西，开始质疑你的设计，因为你应该大部分时间都在“编程到界面”。当然，您无法更改 3rd 方 API 的工作方式，因此您并不总是有太多选择。

于 2009-12-08T01:03:56.903 回答