C++ 地址的实施

以前不知道存在

std:：addressof

，它存在的原因对我来说很有意义：作为一种在重载

运算符&

存在的情况下获取地址的方法。然而，实现稍微不透明一些。从合同通用条款第4.7.1条开始：

template<typename _Tp>
inline _Tp*
__addressof(_Tp& __r) _GLIBCXX_NOEXCEPT
{
  return reinterpret_cast<_Tp*>
(&const_cast<char&>(reinterpret_cast<const volatile char&>(__r)));
}

模板
内联*
__地址（\u Tp和\u r）\u GLIBCXX\u无例外
{
返回重新解释
（&const_cast（reinterpret_cast（__r）））；
}

重新解释演员阵容是显而易见的。剩下的就是黑魔法。有人能详细说明这是如何工作的吗？

• 首先是

  \uu r

  ，类型为

  \u Tp&

• 它被

  重新解释为
  字符&
  ，以确保以后能够获取其地址，而不必担心原始类型中的重载
  运算符&
  ；实际上，它被强制转换为
  const volatile char&
  ，因为
  reinterpret\u cast
  始终可以合法地添加
  const
  和
  volatile
  限定符，即使它们不存在，但如果它们存在，它无法删除它们（这确保了无论
  \u Tp
  最初使用什么限定符，它们都不会干扰强制转换）

• 这是

  const\u cast

  ，只是

  char&

  ，删除限定符（现在法律上，

  const\u cast

  可以做

  reinterpret\u cast

  不能做的事情）
• 地址为

  &

  （现在我们有了一个普通的

  字符*

  ）
• 它被重新解释回

  \u Tp*

  （包括原始

  常量

  和

  易失性

  限定符（如果有）

---

Edit:由于我的答案已被接受，我将详细说明，选择

char

作为中间类型是由于对齐问题，以避免触发未定义的行为。请参阅@JamesKanze的评论（在问题下）完整的解释。感谢詹姆斯解释得如此清楚。

简短版本：

运算符&

不能为

char

重载。因此，类型将被转换为

char

引用，以获得保证为真实地址的内容

由于

const\u cast

和

reinterpret\u cast

的限制，转换分两次进行

较长的版本：

它正在进行三次连续的投射

reinterpret_cast<const volatile char&>

现在，

const

和

volatile

已被删除。

const\u cast

可以这样做

reinterpret_cast<_Tp*> &(result)

reinterpret\u cast&（结果）

现在，地址被获取，类型被转换回指向原始类型的指针。

由内而外：

• 首先，它将

  \r

  类型强制转换为

  常量volatile char&

  ：它强制转换为

  char&

  ，只是因为它确实没有重载的

  运算符&

  来做一些奇怪的事情。之所以存在

  常量volatile

  ，是因为这些是限制，它们可以添加，但不能删除重新解释强制转换

  \u Tp

  可能已经是

  const

  和/或

  volatile

  ，在这种情况下，此强制转换需要一个或两个。如果没有，则强制转换只是不必要地添加了它们，但它是为最严格的强制转换编写的

• 接下来，要去掉

  常量volatile

  您需要一个

  常量cast

  ，这将导致下一部分…

  常量cast

• 他们只需从那里获取地址并将其转换为您想要的类型，即

  \u Tp*

  。注意

  \u Tp

  可能是

  const

  和/或

  volatile

  ，这意味着这些内容可以在此时添加回来

---

当你考虑它的时候，实际上很简单，要在重载的

操作符之前获得对象/函数的真实地址&

你需要将对象视为一种非真实的东西，一种不能有重载操作符的类型..一种内在类型（例如

char

）

char

没有对齐方式，可以驻留在任何其他对象可以驻留的任何位置，也就是说，将对象强制转换为对char的引用是一个非常好的开始

---

但是在重新解释施法时所涉及的黑魔法是什么呢

为了从

addressof

的实现中重新解释返回的指针，我们最终希望放弃限定符，例如

const

和

volatile

（以简单的引用

char

结束）。这两个可以通过

reinterpret\u cast

轻松添加，但要求它删除它们是非法的

T1 const a; reinterpret_cast<T2&> (a);

/* error: reinterpret_cast from type ‘...’ to type ‘...’ casts away qualifiers */

---

---

这可能不像馅饼那么容易，但当你得到它的时候，它的味道确实很好。

用

char&

（或

char*

）避免破坏严格的别名规则，并且对于内置类型，例如

char

，不能重载

运算符和
。因此，您最终会得到一个指向
\u Tp
@Praetorian的基地址的指针。这里不存在别名规则问题，因为您不取消引用结果。使用
char
的原因是它无法ot有对齐要求；如果您使用了
int
，并且
int
的对齐比
\u-Tp
更严格，则转换可能会更改实际地址。@当然，JamesKanze Ahh没有考虑不读取演员结果。幸好我发布了一条注释而不是答案：）@使用转换结果的syam（除非是字符类型）是未定义的行为，因此实现可以做任何它想做的事情。在字节寻址机器上，
reinterpret\u cast
转换通常在机器代码级别不起任何作用。然而，在字寻址机器上，
int*
通常比
char*
小；
char*T1 const a; reinterpret_cast<T2&> (a);

/* error: reinterpret_cast from type ‘...’ to type ‘...’ casts away qualifiers */

T1 a; const_cast<T2&> (a);

/* error: invalid const_cast from type ‘T1*’ to type ‘T2*’ */