reinterpret_cast何时修改位

When does reinterpret_cast modify bits?

本文关键字：修改何时 cast reinterpret 更新时间：2023-10-16

从C++标准：

5.2.10.3

reinterpret_cast执行的映射可能会或可能不会产生与原始值不同的表示形式。

我在这个网站上接受了培训，相信并重复这一点。 (即使它可能只是琐事(。 允许从 float* 到 int* 的reinterpret_cast产生不同的位模式。唯一的保证是，reinterpret_cast -ing 该结果返回到 float* 将生成原始位模式。

我的问题：这会发生吗？是否有一个现有的、现实世界的平台或 CPU 或编译器实际上reinterpret_cast到不同的位模式？如果没有，是否存在任何reinterpret_cast运行时开销的实际情况？

根据我所有的reinterpret_cast经验，强制转换是对编译器的指令，而不是运行时。

指针原则上可以有不同的大小。如果有任何差异(忽略成员指针，谈论真正的指针(，则最大的指针是char*，因为根据定义，char是一个字节，可以是任何地方，没有对齐。 void*必须能够代表char*。

在int*使用比char*少位的系统上，朝这个方向重新解释转换可能有点风险。

我认为通过这些指针(呵呵(，您可以在标准中找到它。这是关于void*对于任何指针来说足够大的要求，以及关于对齐的事情：越严格/越大，指向该类型的指针所需的位就越少。但我从未听说过任何现存的系统存在这种差异。

关于void*能够代表char*的标准：

C++11 §3.9.2/4：

">
可以使用指向符合 cv 条件 (3.9.3( 或不符合 cv 标准的void的指针指向未知类型的对象。这样的指针应该能够容纳任何物体指针。cv void* 类型的对象应具有相同的作为简历char*的表示和对齐要求

"任何对象指针"模糊地暗示存在不同大小的指针。

关于指称对齐的标准：

C++11 §5.2.10/7：

">
对象指针可以显式转换为不同类型的对象指针。当类型为"指向T1的指针"的 prvalue v转换为类型"指向 cv T2 的指针"时，如果T1和 T2 都是标准布局类型 (3.9( 和对齐方式，则结果is static_cast< cv T2*>(static_cast< cv void*>(v)) T2的要求并不比T1严格，或者如果任何一种类型是void。转换类型的 prvalue "指向T1的指针"到类型"指向T2的指针"(其中T1和T2是对象类型，其中对齐方式 T2的要求并不比T1(的要求更严格，并且回到其原始类型，产生原始指针价值。未指定任何其他此类指针转换的结果。

值得注意的是，在标准后面有一些对类派生的 C 风格模拟的支持，这显然与上面末尾的"任何其他"相矛盾：

C++11 §9.2/20，

">
指向标准布局结构对象的指针，使用 reinterpret_cast 进行适当转换，指向其初始成员(或者，如果该成员是位字段，则到它所在的单元(，反之亦然。

在这种情况下，两个对象必然具有相同的对齐方式，而前面引用的段落只谈到了类型的对齐方式——但在我看来，形式上的小矛盾显然不是一个实际问题。

我曾在char*大于int*的平台上工作过，在具有不同布局的平台上，即使大小是一样的。有问题的机器都不是然而，今天尤其重要(尽管第二个，PDP-10，是鼎盛时期最重要的机器之一(。也可以想象，英特尔上的某些编译模式在纯模式(或过去称为纯模式(将reinterpret_cast中的指针"规范化"，甚至隐式转换，以便于地址比较。也可以想象(虽然我没有见过(这样的转换强制执行正确的对齐方式，例如，从 char* to int* 可能会强制 2 个低阶位为 0。在然而，我认为今天你不太可能查看在数据指针之间进行任何更改reinterpret_cast类型。这个问题更具历史意义。 (但我不确定现代嵌入式处理器。据我了解，其中许多人是单词寻址，所以如果sizeof(int) != sizeof(char)，它们是可能需要一种特殊的格式来寻址char .(