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c++ - C++ 标准在哪里描述了指向基元的指针的转换?

coder 2023-11-15 原文

在优秀的博文中What Every Programmer Should Know About Undefined Behavior ,“违反类型规则”部分说:

It is undefined behavior to cast an int* to a float* and dereference it (accessing the "int" as if it were a "float"). C requires that these sorts of type conversions happen through memcpy: using pointer casts is not correct and undefined behavior results. The rules for this are quite nuanced and I don't want to go into the details here (there is an exception for char*, vectors have special properties, unions change things, etc).

我想全面了解这些规则的细微差别。它们在 C++11 规范中的什么位置?还是失败了,C 规范(C90、C99、C11)?

在从 this Stack Overflow question 链接的 C++11 规范中,N3485,我正在查看 5.2.10“Reinterpret cast”,但没有看到 char* 或 union 异常的语言。所以这可能不是正确的地方。那么正确的地方在哪里呢?

最佳答案

您要查找的规则在 §3.10/10(在 C++11 中):

If a program attempts to access the stored value of an object through a glvalue of other than one of the following types the behavior is undefined: — the dynamic type of the object,

— a cv-qualified version of the dynamic type of the object,

— a type similar (as defined in 4.4) to the dynamic type of the object,

— a type that is the signed or unsigned type corresponding to the dynamic type of the object, — a type that is the signed or unsigned type corresponding to a cv-qualified version of the dynamic type of the object,

— an aggregate or union type that includes one of the aforementioned types among its elements or nonstatic data members (including, recursively, an element or non-static data member of a subaggregate or contained union),

— a type that is a (possibly cv-qualified) base class type of the dynamic type of the object,

— a char or unsignedchar type.

undefined 有不同的类型(或动机) 行为。

如果将 int* 转换为 float* 然后 取消引用它,很明显标准不能定义 它,因为可能发生的事情将取决于体系结构,并且 int 的值。另一方面,引用的段落 完全错误——使用 memcpy 进行转换是 也是未定义的行为,原因大致相同。

未定义行为的动机之一是 允许实现以有意义的方式定义它 对于目标架构,如果存在。这是这样的 一件事。故意导致它失败的编译器是 有缺陷的。当然,如果我们假设 32 位 2 的补码 int 和 32 位 IEEE float,我们可能期望某些值 int 对应于捕获 NaN,这将导致程序 失败。这是行为是的部分原因 不明确的;允许这样的事情发生。但如果我们是 熟悉硬件的底层细节, 它应该按预期工作,提供编译器可以看到 Actor 。 如果没有,这是编译器的 QoI 问题,诸如此类 此类工作应避免使用编译器。

正如上面所暗示的,这个特殊情况,事实上,在所有 涉及类型双关的案例(写信给 一个 union ,并从另一个阅读,例如),做姿势 一个问题,标准尚未找到足够的问题 措辞。出现问题是因为通常情况下,编译器是 允许假设指向不同类型的指针(除了 字符类型)不要别名; int* 永远不能指向 与 float* 相同的对象。并证明两个指针 不能别名对于优化很重要。一个编译器 中断指针转换或 union 清晰可见的代码是 只是坏了,即使标准说这是未定义的行为。 一个编译器在它看到的只有两个指针的地方破坏代码 不相关的类型是可以理解的,即使在 标准表示行为已明确定义。

使用 memcpy 通过使用两种不同的方式避免了这个问题 没有别名的对象。还是遇到undefined 行为是因为将 int 的位模式放入 一个float,然后访问这个float,没有任何定义 行为。 (反之亦然;我知道至少有一台机器 将 float 的位复制到 int 可能会导致 非法的 int 值。)

关于c++ - C++ 标准在哪里描述了指向基元的指针的转换?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/14730896/

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