如何转换std :: vector <unsigned char> 矢量 <char> 没有复制？

Question

我无法找到这个问题，这是我面临的一个实际问题。

我有一个文件加载实用程序，它返回包含整个文件内容的std::vector<unsigned char> 。 但是，处理函数需要contiguos char数组（并且不能更改 - 它是库函数）。 由于使用处理函数的类仍然存储数据的副本，我想将其存储为vector<char> 。 这里的代码可能更具说明性。

std::vector<unsigned char> LoadFile (std::string const& path);

class Processor {
    std::vector<char> cache;
    void _dataOperation(std::vector<char> const& data);

public:
    void Process() {
        if (cache.empty())
            // here's the problem!
            cache = LoadFile("file.txt");

        _dataOperation(cache);
    }
};

此代码无法编译，因为（显然）没有适当的转换。 但是，我们可以肯定，临时向量将占用相同数量的内存（IOW sizeof(char) == sizeof(unsigned char) ）

天真的解决方案是迭代临时内容并投射每个角色。 我知道在正常情况下，将调用operator= (T&&) 。

在我的情况下，重新解释转换是安全的，因为我确信我只会读取ASCII字符。 无论如何，任何其他角色都会被_dataOperation捕获。

所以，我的问题是： 如何以一种不涉及复制的方式正确安全地转换临时向量？

如果不可能，我宁愿采用安全的复制方式而不是不安全的非复制方式。 我还可以更改LoadFile以返回vector<char>或vector<unsigned char> 。

Answer 1

在C ++ 11中，[basic.lval] p10说，

如果程序试图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：

• ...
• char或unsigned char类型。

（其他版本的C ++中的确切位置可能不同，但含义相同。）

这意味着您可以使用vector<unsigned char> cache并使用范围[reinterpret_cast<char*>(cache.data()), reinterpret_cast<char*>(cache.data()) + cache.size())访问其内容[reinterpret_cast<char*>(cache.data()), reinterpret_cast<char*>(cache.data()) + cache.size()) 。 （@Kerrek SB提到了这一点。）

如果在Processor存储vector<unsigned char>以匹配LoadFile的返回类型，并且_dataOperation()实际上采用char数组（意味着const char*和size），那么您可以在传递_dataOperation()参数

但是，如果_dataOperation()专门采用vector<char>并存储vector<unsigned char> cache ，则无法将其传递给reinterpret_cast<vector<char>&>(cache) 。 （即@AndréPuel完全错了。不要听他说。）这违反了别名规则，编译器会在凌晨2点试图激怒你的客户。 （如果这个版本的编译器没有管理它，下一个版本将继续尝试。）

正如您所提到的，一个选项是模板LoadFile()并让它返回（或填充）您想要的类型的向量。 另一种方法是复制结果，简洁版本再次是源向量的.data()的reinterpret_cast 。 [basic.fundamental] p1提到“对于字符类型，对象表示的所有位都参与值表示。”，这意味着您不会丢失使用该reinterpret_cast数据。 我没有看到一个确定的保证，如果reinterpret_cast'ed为char ，没有unsigned char位模式可能导致陷阱，但我不知道有任何现代硬件或编译器这样做。