使用c 中的static_cast施放数组参考的指针是合法的吗?

Is it legal to cast a pointer to array reference using static_cast in C++?

本文关键字：指针 参考 数组 中的 static 施放 cast 使用      更新时间：2023-10-16

我有一个指针T * pValues，我想将其视为 T (&values)[N]

在此答案中 

T (&values)[N] = *static_cast<T(*)[N]>(static_cast<void*>(pValues));

我对此的担忧。在他的示例中，pValues以以下方式初始化

初始化 
T theValues[N];
T * pValues = theValues;

我的问题是，如果pValues来自以下任何构造，则铸造构建体是否合法：

1：

T theValues[N + M]; // M > 0
T * pValues = theValues;

2：

T * pValues = new T[N + M]; // M >= 0

简短答案：您是对的。仅当pValues是T[N]型，并且您提到的两种情况（不同的大小，动态分配的数组）很可能导致不确定的行为。。

时，铸件才安全。

关于static_cast的好处是，在编译时间内进行了一些其他检查，因此，如果您做错了什么，编译器会抱怨它（与丑陋的C风格铸件相比，您几乎可以做任何事情），例如：

struct A { int i; };
struct C { double d; };
int main() {
    A a;
    // C* c = (C*) &a; // possible to compile, but leads to undefined behavior
    C* c = static_cast<C*>(&a);
}

会给你： invalid static_cast from type ‘A*’ to type ‘C*’

在这种情况下，您将其投入到void*中，从编译时间可以进行的支票的角度来看，几乎对任何事物都是合法的，反之亦然：void*也可以恢复到几乎所有物品，也可以将static_cast完全没有用，因为这些检查变得毫无用处。

对于上一个示例：

C* c = static_cast<C*>(static_cast<void*>(&a));

不比：

更好 
C* c = (C*) &a;

，并且很可能会导致该指针的使用不正确，不确定的行为。

换句话说：

A arr[N];
A (&ref)[N] = *static_cast<A(*)[N]>(&arr);

是安全的，就可以了。但是，一旦您开始滥用static_cast<void*>，就无法确保实际发生的事情，因为甚至类似：

C *pC = new C;
A (&ref2)[N] = *static_cast<A(*)[N]>(static_cast<void*>(&pC));

成为可能。

，因为C 17至少所显示的表达式不安全，即使pValues是指向数组的第一个元素的指针，并且数组与完全匹配的类型（包括axcat尺寸），无论是从变量声明或拨打new的调用中获得的。（如果不满足这些标准，无论以下情况如何。）

数组及其第一个元素不是 pointer-interconvertible ，因此reinterpret_cast（相当于两个static_casts至void*）不能将一个指针值施加到另一个指针值的指针值。p>因此，static_cast<T(*)[N]>(static_cast<void*>(pValues))仍将指向数组的第一个元素，而不是数组对象本身。

由于类型/值不匹配，因此该指针的限制是未定义的。

可以使用std::launder对此进行纠正，这可能会更改reinterpret_cast不能的指针值。具体而言，以下可能是明确的：

T (&values)[N] = *std::launder(static_cast<T(*)[N]>(static_cast<void*>(pValues)));

或等效

T (&values)[N] = *std::launder(reinterpret_cast<T(*)[N]>(pValues));

但是，只有当std::launder返回的指针不能用于访问无法通过原始pValues指针访问的任何字节。如果数组是一个完整的对象，则可以满足这一点，例如如果阵列是二维数组的子阵列，则不满意。

有关确切的可及性条件，请参见https://en.cppreference.com/w/cpp/utility/launder。

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