C++ 为什么使用reinterpret_cast将char*转换为结构似乎可以正常工作？

人们说，将原始数据（如

char*

）转换为结构时，信任

reinterpret\u cast

是不好的。例如，对于结构

struct A
{
    unsigned int a;
    unsigned int b;
    unsigned char c;
    unsigned int d;
};

sizeof（A）=16

和

\u alignof（A）=4

，与预期完全一致

假设我这样做：

char *data = new char[sizeof(A) + 1];
A *ptr = reinterpret_cast<A*>(data + 1); // +1 is to ensure it doesn't points to 4-byte aligned data

然后

ptr->a

是1，

ptr->b

是2，

ptr->c

是3，

ptr->d

是4。
好的，似乎有用。正是我所期待的

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但是

ptr

所指向的数据并不像

A

所应该的那样是4字节对齐的。这在x86或x64平台中可能会导致哪些问题？性能问题？

首先，初始化字符串假定基础整数以小端格式存储。但另一种架构可能使用big-endian，在这种情况下，字符串将产生垃圾。（一些巨大的数字）该体系结构的正确字符串是

“\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x02\x03\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x04”

当然，还有对齐的问题

某些体系结构甚至不允许将数据+1的地址分配给非字符指针，它们将发出内存对齐陷阱

但是，即使是允许这样做的架构（如x86）也会执行得很糟糕，必须对结构中的每个整数执行两次内存访问。（有关更多信息，请参阅此优秀答案： )

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<>最后，我对这一点还不完全确定，但是我认为C和C++甚至不能保证一个字符数组包含字节填充的字符。（我希望了解更多的人能够澄清这一点。）可以想象，有些体系结构完全无法处理非单词对齐的数据，因此在这种体系结构中，每个字符都必须占据整个单词。这意味着采用

data+1

的地址是有效的，因为它仍然是对齐的，但是初始化字符串不适合预期的作业，因为它的前4个字符将覆盖整个结构，产生a=1，b=0，c=0和d=0。

问题在于，您无法确定此代码是否将在另一个平台上运行，以及下一版本的Visual Studio等。在另一个处理器上运行时，可能会导致硬件异常

曾经有一段时间，你可以读取任意的内存位置，但现在所有这些程序都会因“访问冲突”异常而崩溃。类似的事情将来可能会发生在这个项目上

但是，您能做的，以及任何自称“符合C++标准”的编译器必须正确编译的是：
您可以

重新解释\u cast

指向其他对象的指针，然后返回原始类型。在前后读取时，类型的值必须保持不变

我不知道你到底想做什么，但你可能会侥幸逃脱，例如

• 分配

  结构a

• 重新解释\u cast

  将其转换为

  char

  s
• 将内存内容保存到文件中

并在以后恢复所有内容：

• 分配

  结构a

• 将其重新解释为
  char
  s

• 将内容加载到内存中

• 重新解释\u cast

  将其返回到结构a

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你想知道在特定的编译器上无效C++代码是否能保证没有问题的工作？没有人能在不看到微软的源代码的情况下回答这个问题。我想知道的是，由于未对齐的结构数据，会发生什么问题。@尼尔科克，我很抱歉，但是这个代码为我编译了UNER GCC，borland和intel以及msvc。@Alegnem我没说它没有编译。谢谢。（将是

“\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x02\x03\x00\x00\x00\x00\x00\x04”

，因为第三个变量是

字符。是的，我知道。我想知道的是，不对齐的数据是否会导致一些问题。谢谢。这就是我想知道的。据我所知，读取未对齐的连续数据会使您多读取一到两次内存和大量移位。我很肯定你不需要每个字都读两遍。@Alegnem你说得对，我的措辞很糟糕。我写的是“执行内存访问操作”，而我的意思是“执行内存访问”。当然，是CPU做的，而不是程序员。我修正了它。IIRC“byte”在C/C++中的意思是“最小的可寻址单元”，不必是8位。谢谢。如今，对于x86或x64处理器，访问未对齐的数据是否存在问题？（mis）对齐只会降低性能（在x86/64上）。真正的问题是不同CPU架构的内存访问模式和具体内存模型可能不支持您的想法，然后我认为这没关系，因为我的代码不应该在x86或更高版本的x64之外的任何其他处理器体系结构中运行。这正是我遇到这个疑问时想要做的：尝试从文件中读取结构。但是当还原时，我没有得到“
reinterpret\u cast
it to
char
s”。@LHLaurini不需要从
char*
转换回
A*
。（1） 除非
char*
是从对齐的
A
中投射的，否则这是UB。（2） 在这里，它是，但它是毫无意义的！将文件加载到
a
的方法-如果它是可复制的，这很重要-是分配
a
&将文件作为一系列
char
s复制到它上面-通过读取
reinterpret\u cast（&a）
或一个单独的缓冲区，然后
memcpy
，等等（标准保证TC类型可在
char
buffers之间序列化）。然后阅读您已经拥有的
a
无需回溯。在适当的情况下，可以将副本优化为未对齐的强制转换
memcpy_s(sh, sizeof(A),
         "\x01\x00\x00\x00\x02\x00\x00\x00\x03\x00\x00\x00\x04\x00\x00\x00", sizeof(A));