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c++ - 能否从指向子对象的指针获得指向完整对象表示元素的指针？

coder 2024-02-20 原文

让我们考虑这段代码:

int i;
int is[10]{};

unsigned char * p = reinterpret_cast<unsigned char*>(&i);
//p defined to point to the object-representation of the first element of array ints
unsigned char * ps = reinterpret_cast<unsigned char*>(&is[0]);

p += sizeof(int);
ps += sizeof(int);
//now ps points to the end of ints[0] and p point to the end of i;

p += sizeof(int); //Undefined behavior according to [expr.add]

ps += sizeof(int); //Undefined behavior?
unsigned char c = *ps;//Undefined behavior?

如果我们认为 ps 指向 object-representation 是[0]，那么根据指针运算规则，在最后两行代码处的行为是未定义的。

然而，如果 ps 也是指向 object-representation 的 int 数组的指针，则 is 行为已定义。

所以我的问题是:是否有指向 suboject 的对象表示 的指针？也是指向包含完整对象的对象表示的元素的指针？

最佳答案

一般情况

是的，指向子对象的对象表示的指针也是指向包含完整对象的对象表示的一部分的指针。

这可以推导出:

1.8/1: An object is a region of storage.

3.9/4: The object representation of an object of type T is the sequence of N unsigned char objects taken up by the object of type T, where N equals sizeof(T).

5.3.3/1: The sizeof operator yields the number of bytes in the object representation of its operand.

1.8/2: Objects can contain other objects, called subobjects. A subobject can be a member subobject, a base class subobject, or an array element. An object that is not a subobject of any other object is called a complete object.

对象是存储区域并且子对象包含在存储区域中这一事实意味着子对象表示包含在对象表示中。

如 this other answer 中所述，指向对象表示的指针实际上是指向对象的指针。

数组的具体情况

是的，指向子对象的对象表示的指针(即在本例中为数组元素)是指向包含完整对象的对象表示的元素的指针(即在这个案例数组)。

8.4.3/1: (...) An object of array type contains a contiguously allocated non-empty set of N subobjects of type T. (...)

所以根据定义:

  • 数组的元素是连续分配的，这意味着元素之间没有空白空间。

  • 每个元素的对象表示是一个 sizeof(T) 个无符号字符序列，而完整数组的对象表示是生成的 N*sizeof(T) 个无符号字符。

然后我们可以推断:

  • 如 this other answer 中所述，指向对象表示的指针实际上是指向对象的指针。

  • 数组中第 k 个元素的地址对应于数组对象表示中的第 k 个元素，并且通过构造在 k*sizeof(T) unsigned chars 的偏移处数组表示的地址。

因此，只要您保持在 is 的范围内，您代码的最后 2 条语句就不是未定义行为

关于c++ - 能否从指向子对象的指针获得指向完整对象表示元素的指针？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/46738487/

amp43strongobjectcodec++language-lawyerpointer-arithmetic

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