C++ 为什么将指针回退到原始类时会出现奇怪的行为？

假设在我的代码中，我必须将一个

void*

存储为数据成员，并在需要时将其类型转换回原始

类

指针。为了测试它的可靠性，我编写了一个测试程序（linux-ubuntu 4.4.1g++-04-Wall），看到这种行为我感到震惊

struct A
{
  int i;
  static int c;
  A () : i(c++) { cout<<"A() : i("<<i<<")\n"; }
};
int A::c;

int main ()
{
  void *p = new A[3];  // good behavior for A* p = new A[3];
  cout<<"p->i = "<<((A*)p)->i<<endl;
  ((A*&)p)++;
  cout<<"p->i = "<<((A*)p)->i<<endl;
  ((A*&)p)++;
  cout<<"p->i = "<<((A*)p)->i<<endl;
}

但是，如果您更改

void*p至
A*p它给出了为什么？

另一个问题，我不能逃脱
（A*&）
，否则我不能使用
操作符+
；但它也发出警告，如。有什么方法可以克服警告吗？
正如编译器警告您的那样，您违反了严格的别名规则，这正式意味着结果是未定义的

您可以通过为增量使用函数模板来消除严格的别名冲突：

template<typename T>
void advance_pointer_as(void*& p, int n = 1) {
    T* p_a(static_cast<T*>(p));
    p_a += n;
    p = p_a;
}

正如其他人所评论的，您的代码看起来应该可以工作。只有一次（在用C++编写代码的17年多时间里），我遇到了一些事情，我直接看代码和行为，就像在你的例子中一样，根本没有意义。我最终通过调试器运行代码并打开了一个反汇编窗口。我在VS2003编译器中发现了一个只能解释为bug的东西，因为它只缺少一条指令。只需在函数顶部重新排列局部变量（从错误开始大约30行），编译器就会将正确的指令放回。所以，尝试使用反汇编的调试器并跟踪内存/寄存器，看看它实际在做什么

至于推进指针，您应该能够通过执行以下操作来推进它：

p = (char*)p + sizeof( A );

VS2003到VS2010从不对此进行投诉，不确定g++
您已经收到了正确的答案，而且确实是违反了严格的别名规则，导致了代码的不可预测行为。我只想指出，你问题的标题提到了“回溯指向原始类的指针”。事实上，您的代码与“返回”无关。代码将
void*
指针占用的原始内存内容重新解释为
a*
指针。这不是“回头看”。这是重新解释。一点也不一样

说明差异的一个好方法是使用and
int
和
float
示例。一个
浮点值
声明并初始化为

float f = 2.0;

cab可以强制转换（显式或隐式转换）为
int
类型

int i = (int) f;

达到了预期的效果

assert(i == 2);

这确实是一个演员阵容（转换）

或者，相同的
float
值也可以重新解释为
int
值

int i = (int &) f;

但是，在这种情况下，
i
的值将完全没有意义，并且通常不可预测。我希望从这些例子中很容易看出转换和内存重新解释之间的区别

重新解释正是您在代码中所做的。
（A*&）p
表达式只是将指针
void*p
占用的原始内存重新解释为
A*
类型的指针。该语言不能保证这两种指针类型具有相同的表示形式，甚至大小相同。因此，从代码中期望可预测的行为就像期望上面的
（int&）f
表达式的计算结果为
2

真正“回退”您的
void*
指针的正确方法是执行
（A*）p
，而不是
（A*）p
。
（A*）p
的结果实际上是原始指针值，可以通过指针算法安全地进行操作。获得作为左值的原始值的唯一正确方法是使用附加变量

A *pa = (A *) p;
...
pa++;
...

而且，没有合法的方法来“就地”创建左值，正如您试图通过
（A*&）p
铸造的那样。你的代码的行为是一个例证。
使用G+4.5.1，CLAN3.0.1275，Visual C++ 2010 SP1，程序输出{ 0, 1, 2 }。您正在使用哪个编译器生成意外结果？@trutheality:No。您不能使用
void*
执行算术。实际上
p=sizeof（a）+（char*）p按预期工作，没有警告。使用g++4.3、4.4或4.5，当在
-O2
或更高级别编译时，此代码输出
0 1
；当在
-O1
或更低级别编译时，它输出
0 1 2
。显然平台也很重要；在Win32上，带有
-O4
的g++4.5.1产生了预期的{0,1,2}@Adam。它不会增加简单
++
操作的机器指令吗（或者我们必须依赖于进行优化）？一个缓慢、正确的程序远远优于一个快速的程序，不正确的程序。@iammilind除非您自己测量和比较，否则无法知道。尽管我有讽刺性的评论，我还是希望编译器即使在低优化级别也能内联该程序，因此我不希望它有显著的性能成本。您是否检查了启用最大优化标志的MSVC？因为我保留了
-O4
。正如@Adam在评论中所建议的，即使是
g++
也能正确地输出较低的优化。这是一个很好的解释。我不确定“没有合法的方法在适当的地方创建左值”，尽管：
（char&）p
相当于
*reinterpret\u cast（&p）
，这是有效的，不违反严格的别名，并且有效地“在适当的地方创建左值”。@James：我认为这意味着没有合法的方法在适当的地方创建带有
A*
类型的左值，这正是提问者所尝试的，因此也是安德烈所说的。类型
char
，
unsigned char
，以及与引用对象的有效类型兼容的任何其他类型，当然。我想再挑剔一次，我认为创建左值是有效的
int i = (int &) f;

A *pa = (A *) p;
...
pa++;
...