如何轉換std :: vector <unsigned char> 矢量 <char> 沒有復制？

Question

我無法找到這個問題，這是我面臨的一個實際問題。

我有一個文件加載實用程序，它返回包含整個文件內容的std::vector<unsigned char> 。 但是，處理函數需要contiguos char數組（並且不能更改 - 它是庫函數）。 由於使用處理函數的類仍然存儲數據的副本，我想將其存儲為vector<char> 。 這里的代碼可能更具說明性。

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);
    }
};

此代碼無法編譯，因為（顯然）沒有適當的轉換。 但是，我們可以肯定，臨時向量將占用相同數量的內存（IOW sizeof(char) == sizeof(unsigned char) ）

天真的解決方案是迭代臨時內容並投射每個角色。 我知道在正常情況下，將調用operator= (T&&) 。

在我的情況下，重新解釋轉換是安全的，因為我確信我只會讀取ASCII字符。 無論如何，任何其他角色都會被_dataOperation捕獲。

所以，我的問題是： 如何以一種不涉及復制的方式正確安全地轉換臨時向量？

如果不可能，我寧願采用安全的復制方式而不是不安全的非復制方式。 我還可以更改LoadFile以返回vector<char>或vector<unsigned char> 。

Answer 1

在C ++ 11中，[basic.lval] p10說，

如果程序試圖通過以下類型之一以外的glvalue訪問對象的存儲值，則行為未定義：

• ...
• char或unsigned char類型。

（其他版本的C ++中的確切位置可能不同，但含義相同。）

這意味着您可以使用vector<unsigned char> cache並使用范圍[reinterpret_cast<char*>(cache.data()), reinterpret_cast<char*>(cache.data()) + cache.size())訪問其內容[reinterpret_cast<char*>(cache.data()), reinterpret_cast<char*>(cache.data()) + cache.size()) 。 （@Kerrek SB提到了這一點。）

如果在Processor存儲vector<unsigned char>以匹配LoadFile的返回類型，並且_dataOperation()實際上采用char數組（意味着const char*和size），那么您可以在傳遞_dataOperation()參數

但是，如果_dataOperation()專門采用vector<char>並存儲vector<unsigned char> cache ，則無法將其傳遞給reinterpret_cast<vector<char>&>(cache) 。 （即@AndréPuel完全錯了。不要聽他說。）這違反了別名規則，編譯器會在凌晨2點試圖激怒你的客戶。 （如果這個版本的編譯器沒有管理它，下一個版本將繼續嘗試。）

正如您所提到的，一個選項是模板LoadFile()並讓它返回（或填充）您想要的類型的向量。 另一種方法是復制結果，簡潔版本再次是源向量的.data()的reinterpret_cast 。 [basic.fundamental] p1提到“對於字符類型，對象表示的所有位都參與值表示。”，這意味着您不會丟失使用該reinterpret_cast數據。 我沒有看到一個確定的保證，如果reinterpret_cast'ed為char ，沒有unsigned char位模式可能導致陷阱，但我不知道有任何現代硬件或編譯器這樣做。