C++ 重新解释_cast、char*和未定义的行为

什么情况下

重新解释\u cast

使用

char*

（或

char[N]

）是未定义的行为，以及何时定义行为？我应该用什么经验法则来回答这个问题

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正如我们从中了解到的，以下是未定义的行为：

alignas(int) char data[sizeof(int)];
int *myInt = new (data) int;           // OK
*myInt = 34;                           // OK
int i = *reinterpret_cast<int*>(data); // <== UB! have to use std::launder

int

的生存期何时开始？是否带有

数据的声明

？如果是，数据的生存期何时结束

如果

数据
是指针怎么办

char* data_ptr = new char[sizeof(int)];
*reinterpret_cast<int*>(data_ptr) = 4;     // is this UB?
int i = *reinterpret_cast<int*>(data_ptr); // how about the read?

char*data_ptr=新字符[sizeof（int）]；
*重新解释铸件（数据ptr）=4；//这是UB吗？
int i=*重新解释铸造（数据ptr）；//阅读怎么样？

如果我只是在线路上接收结构，并希望根据第一个字节的内容有条件地强制转换它们，该怎么办

// bunch of handle functions that do stuff with the members of these types
void handle(MsgType1 const& );
void handle(MsgTypeF const& );

char buffer[100]; 
::recv(some_socket, buffer, 100)

switch (buffer[0]) {
case '1':
    handle(*reinterpret_cast<MsgType1*>(buffer)); // is this UB?
    break;
case 'F':
    handle(*reinterpret_cast<MsgTypeF*>(buffer));
    break;
// ...
}

//处理这些类型成员的一组句柄函数
无效句柄（MsgType1常量&）；
无效句柄（msgtypefconst&）；
字符缓冲区[100]；
：：recv（一些插槽，缓冲区，100）
开关（缓冲区[0]）{
案例“1”：
句柄（*reinterpret_cast（buffer））；//这是UB吗？
打破
案例“F”：
句柄（*重新解释强制转换（缓冲区））；
打破
// ...
}

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这些案例中有任何一个是UB吗？都是吗？这个问题的答案是否在C++11和C++1z之间变化？

这里有两条规则：

[basic.lval]/8，又称严格的别名规则：简单地说，您不能通过指向错误类型的指针/引用访问对象

[base.life]/8：简单地说，如果您对不同类型的对象重复使用存储，那么如果不先清洗旧对象，就不能使用指向旧对象的指针

这些规则是区分“内存位置”或“存储区域”与“对象”的重要部分

您所有的代码示例都会遇到相同的问题：它们不是您将它们投射到的对象：

创建类型为

char[sizeof（int）]

的对象。该对象不是

int

。因此，您可能无法像访问它一样访问它。不管是读还是写；你还在挑衅我

同样地：

这也会创建一个类型为

char[sizeof（int）]

的对象

这将创建类型为

char[100]

的对象。该对象既不是

MsgType1

也不是

MsgTypeF

。因此，您无法访问它，就好像它也是

请注意，这里的UB是作为

Msg*

类型之一访问缓冲区时出现的，而不是在检查第一个字节时出现的。如果所有的

Msg*

类型都是可复制的，那么完全可以读取第一个字节，然后将缓冲区复制到适当类型的对象中

switch (buffer[0]) {
case '1':
    {
        MsgType1 msg;
        memcpy(&msg, buffer, sizeof(MsgType1);
        handle(msg);
    }
    break;
case 'F':
    {
        MsgTypeF msg;
        memcpy(&msg, buffer, sizeof(MsgTypeF);
        handle(msg);
    }
    break;
// ...
}

请注意，我们正在讨论哪些语言状态将是未定义的行为。很有可能编译器对其中任何一个都不会有问题

这个问题的答案是否在C++11和C++1z之间变化

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自C++11（特别是[basic.life]）以来，已经有一些重要的规则澄清。但规则背后的意图并未改变。

（1）在我看来是有效的。在这两条语句中，一个新的

int

对象被变戏法并赋值。读取该值是事情开始变得棘手的地方。与（2）相同（假设

sizeof（int）==4

）。（3） 在我看来是UB。@IgorTandetnik也通过阅读充实了这些问题，并且摆脱了关于

sizeof（int）

的假设，谢谢。现在（1）和（2）似乎表现出UB，与链接的问题相同。通过保存第一次强制转换中的指针，并将其用于所有后续的写入和读取，可以很容易地进行补救。似乎大多数编译器的行为都与您期望的一样，即使它没有精确定义。在这里查看更多信息：@user2296177:与标记为

语言律师的问题无关

；-]声明我的

char

数组是否不可能构成为一些尚未被真空初始化的类型

t

获取存储？从这个意义上说，一次健康的清洗不会让每件事都变得清晰吗？@Barry:。如果在旧对象的存储器中启动对象的生存期，则可以从指向旧对象的指针获取指向新对象的指针。它不会开始任何事情的生命。“声明我的char数组难道不可能构成为某些尚未被真空初始化的类型t获取存储吗？”根据该逻辑，任何对象都可以是“尚未被真空初始化的类型t”。毕竟，对象有存储空间

char[X]

与任何其他对象一样，都是一个对象。但[basic.life]表示对象的生命周期从获取存储开始。给定

charbuf[4]；int*i=新（buf）int

，由

i

指向的

int

的生存期何时开始？@Barry:Placement new开始对象的生存期，即使该存储中已经有对象。第一条语句将

char[4]

放入该存储器中。第二条语句结束

char[4]

的生存期，并开始

int

的生存期。placement new是否“获取存储”？仓库已经在那里了。

alignas(int) char data[sizeof(int)];

char* data_ptr = new char[sizeof(int)];

char buffer[100];

switch (buffer[0]) {
case '1':
    {
        MsgType1 msg;
        memcpy(&msg, buffer, sizeof(MsgType1);
        handle(msg);
    }
    break;
case 'F':
    {
        MsgTypeF msg;
        memcpy(&msg, buffer, sizeof(MsgTypeF);
        handle(msg);
    }
    break;
// ...
}