将标准布局对象数组转换为元素数组-解网

问：

在 C++ 中，指向标准布局类型的指针指向指向的任何成员的指针是合法的，可能使用 offsetof 宏。如果只有一个成员，则没有必要，这是合法的：reinterpret_castSSSoffsetof

struct S {
    int x;
};

static_assert(std::is_standard_layout_v<S>);

void f(S s) {
    // this is legal for standard-layout classes, offsetof the first member is zero
    S *s0 = &s;
    int *x0 = reinterpret_cast<int *>(s0);
}

但现在假设我有一个数组：S

S arr_s[10];

我可以合法地让数组衰减为指针

S *s0 = arr_s;

我可以合法地将指针投射到：int *

int *x0 = reinterpret_cast<int *>(s0);

这是否意味着我可以通过以下方式访问整个阵列？索引超过 0 是否合法？我很确定答案是否定的，因为可能有不止一个成员。但是，如果我们将自己限制在只有一个成员的情况下，我是否可以以某种方式合法地将数组视为数组？x0x0SSSint

C++ 数组转换标准布局

不。您可以通过形成、取消引用和访问。也可以形成，但它将是 one-past-the-object 指针，并且不能被取消引用。不能形成指向任何其他索引的指针。从强制转换接收到的指向不属于数组的单个对象。此类情况被视为属于大小数组，并且指针算术仅在该数组中定义。x0+0x0+1int*intint1

我很确定答案是否定的，因为 S 可能有多个成员。但是，如果我们将自己限制在 S 只有一个成员的情况下，我是否可以以某种方式合法地将 S 数组视为 int 数组？

不，类的布局完全没有影响，除了对于非标准布局类，它本身将无法按预期工作，甚至在索引处访问或任何指针算术（包括）都将是 UB，因为在这种情况下甚至不会导致指向对象的指针。然后，您将尝试访问与（指针删除的）表达式类型不相似的对象或对对象执行指针算术运算。reinterpret_cast0+0reinterpret_castint

目前没有办法实现你想要的。

在 C++ 中，将指向标准布局类型 S 的指针reinterpret_cast指向指向 S 的任何成员的指针是合法的，可能使用 offsetof 宏。

从技术上讲，目前除了第一个元素之外，这是不可能的。但这是标准的缺陷。它目前没有正确指定应该生成指向对象表示的指针（这是唯一可以使用的方法）。此规范的细节将取决于哪些结构具有 UB，哪些没有。这并非直截了当。reinterpret_cast<unsigned char*>offsetoffsetof

所有这些都是在标准保证（C++ 或更高版本）方面。这在实践中是否会给编译器带来问题是一个不同的问题。在实践中（我认为），只要您确保满足所有对齐要求并且大小匹配，您就可以使用当前的编译器。请注意，类中只有一个成员并不能保证后者。最后可能仍然有填充。

-3赞 Ahmed Elias 10/18/2023 #2

是的，因为通过 x0 访问数组元素的合法性取决于 S 类型的属性。如果 S 只有一个成员，如提供的代码所示，则通过 x0 访问数组元素是合法的。这是因为 reinterpret_cast 有效地将 S 数组视为 int 数组。

但是，正如您提到的，此方法仅在 S 只有一个成员时才有效。

上一个：为什么这个循环的行为会根据 int 值而有所不同？

下一个：如何避免先验荒谬的重复模板专业化？

将标准布局对象数组转换为元素数组

Casting an array of standard-layout objects to array of elements

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