类型和未定义行为之间的指针转换

Question

在C ++中，如果A和B是不同的类，通常将A*强制转换为B*然后取消引用是未定义的行为，即给定

A *a = ...;

写是未定义的行为

((B*)a)->x

即使x在两个类中具有相同的类型和偏移量也是如此。

另一方面， char*具有强制转换规则的特殊豁免。 如果您这样编写，是否意味着定义明确？

((B*)(char*)a)->x

Answer 1

这个问题取决于A和B的类型。

如果B是A的基类，或者A是B的基类，则((B *)a)是静态强制转换，因此如果B是基类，则((B *)a)->x是正确的; 或者B是派生类，并且a实际上指向类型B的对象的A部分。

如果A和B是不相关的类型，那么我们必须查看严格的别名规则。 这是一些具体的代码：

struct A { int p,q,r; } a;
struct B { int z,y; } b;
static_assert( sizeof a == 3 * sizeof(int) );
static_assert( sizeof b == 2 * sizeof(int) );

假设断言通过，我们知道((B *)&a)->y必须指定与aq相同的内存位置。

这里有两种思想流派：

1. ((B *)&a)->y是int类型的左值，而aq是int类型的对象。 int与int兼容，因此没有别名冲突。

2. 评估((B *)&a)->y意味着(*(B *)&a).y ，它首先评估*(B *)&a ，这违反了严格的别名规则，因为*(B *)&a没有指定a包含B内存位置。

我个人认为（1）; 我认为情况2中的评估不算作“访问”，而严格的别名规则却在谈论“访问”：

如果程序尝试通过以下类型之一以外的glvalue 访问对象的存储值，则行为未定义：

但是有一个灰色区域，因为尽管读取((B *)&a)->y访问int对象的存储值； 尚不清楚它是否也被视为访问包含该对象的结构的存储值的一部分。

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((B*)(char*)a)->x与后一种情况没有区别，我们仍然以int类型的左值结束。 在继承的情况下，如果它是多重继承，则这可能会破坏代码，因为它将static_cast转换为reinterpret_cast 。