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我有以下功能模板：

template <class MostDerived, class HeldAs>
HeldAs* duplicate(MostDerived *original, HeldAs *held)
{
  // error checking omitted for brevity
  MostDerived *copy = new MostDerived(*original);
  std::uintptr_t distance = reinterpret_cast<std::uintptr_t>(held) - reinterpret_cast<std::uintptr_t>(original);
  HeldAs *copyHeld = reinterpret_cast<HeldAs*>(reinterpret_cast<std::uintptr_t>(copy) + distance);
  return copyHeld;
}

目的是复制特定类型的对象并将其返回为与输入相同的子对象“持有”。请注意，原则上，HeldAs可以是 的模棱两可或不可访问的基类MostDerived，因此在这里没有强制转换可以提供帮助。

这是我的代码，但它可以用于我无法控制的类型（即我不能修改MostDerivedor HeldAs）。该函数具有以下前提条件：

  • *original是动态类型的MostDerived
  • HeldAs是MostDerived或直接或间接的基类MostDerived（忽略 cv 限定）
  • *held指*original或其基类子对象之一。

让我们假设先决条件得到满足。在这种情况下是否duplicate有定义的行为？

C++11 [expr.reinterpret.cast] 说（我的粗体强调）：

4 指针可以显式转换为任何大到足以容纳它的整数类型。映射函数是实现定义的。[注意：对于那些知道底层机器的寻址结构的人来说，这并不奇怪。——尾注] ...

5 整数类型或枚举类型的值可以显式转换为指针。转换为足够大小的整数（如果实现中存在这样的整数）并返回相同指针类型的指针将具有其原始值；指针和整数之间的映射是由实现定义的。[注意：除 3.7.4.3 中描述的情况外，这种转换的结果不会是安全派生的指针值。——尾注]

好的，假设我的编译器是 GCC（或 Clang，因为它使用 GCC 对实现定义的行为的定义）。引用GCC 文档第 5 章关于 C++ 实现定义的行为：

... 一些选择记录在 C 语言的相应文档中。请参阅C 实现。...

到第 4.7 章（C 实现、数组和指针）：

将指针转换为整数或反之亦然的结果（C90 6.3.4、C99 和 C11 6.3.2.3）。

如果指针表示大于整数类型，则从指针到整数的强制转换丢弃最高有效位，如果指针表示小于整数类型，则符号扩展，否则位不变。

如果指针表示小于整数类型，则从整数到指针的强制转换丢弃最高有效位，如果指针表示大于整数类型，则根据整数类型的符号进行扩展，否则位不变。

到目前为止，一切都很好。似乎因为我使用std::uintptr_twhich 保证对于任何指针都足够大，并且因为我正在处理相同的类型，所以copyHeld应该指向as的相同HeldAs子对象。*copyheld*original

不幸的是，GCC 文档中还有一段：

当从指针转换为整数并再次转换时，结果指针必须引用与原始指针相同的对象，否则行为未定义。也就是说，不能使用整数算术来避免指针算术的未定义行为，如 C99 和 C11 6.5.6/8 中所禁止的。

威猛。所以现在看来​​，即使copyHeld是按照前两段的规则计算的值，第三段仍然将其发送到 Undefined-Behaviour 领域。

我基本上有三个问题：

  1. 我的阅读是否正确以及duplicate未定义的行为？

  2. 这是哪种未定义行为？“正式未定义，但无论如何都会做你想做的事”的那种，还是“预期随机崩溃和/或自发自焚”的那种？

  3. 如果它真的是未定义的，有没有办法以明确定义（可能依赖于编译器）的方式来做这样的事情？

虽然就编译器而言，我的问题仅限于 GCC（和 Clang）行为，但我欢迎一个考虑各种硬件平台的答案，从常见的桌面到异国情调的桌面。

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1 回答 1

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通常的模式是将 aclone()放在基类中。
然后每个派生类都可以实现自己的克隆版本。

class Base
{
     public:
        virtual Base*  clone() = 0;
};

class D: public Base
{
        virtual Base*  clone(){  return new D(*this);}
};
于 2014-08-12T23:33:47.237 回答