为什么我需要reinterpret_cast将Fred ** const转换为void ** const？

Question

我有一个指针指向Fred的const指针，我不明白为什么static_cast是不够的。

typedef struct {
    int n;
} Fred;

Fred *pFred;
Fred **const ppFred = &pFred;
void **const ppVoid = static_cast<void ** const>(ppFred);

请有人解释为什么需要reinterpret_cast将指针转换为Fred*指针指向void*，但static_cast可以将指针转换为{{1}指向Fred的指针。

Answer 1

不要求Fred*和void*具有相同的尺寸 和代表。 （我曾在他们没有的机器上工作， 虽然那是在我的C ++日之前。）当你将Fred*转换为 void*，你得到一个新的指针，可能有不同的大小和 表示，但没有关于大小和信息的信息 void*指向的对象的表示。你知道它是 未知，使用此void*的唯一方法是将其强制转换为 Fred*（模块化的事物，如cv-qualifiers）。转换Fred**时 到void**，你将指针转换为具体类型（a 指向Fred*的指针指向另一个具体类型的指针（指针 到void*）。而且由于不能保证这两个具体 类型具有相同的大小和表示，转换需要a reinterpret_cast。 void是一种特殊的，非具体的类型，所以你可以 static_cast指向void指针的任何类型的指针。 void*只是另一种具体的指针类型，因此可以进行转换 指向它遵循通常的规则（并要求一个 reinterpret_cast）。

在很多方面，情况非常像int和double，其中 void*扮演int（比如说​​）的角色，Fred*扮演double的角色。 static_cast和int之间double没有问题，但是 int*和double*之间的强制转换需要reinterpret_cast。

Answer 2

所有对象指针都可以转换为void*，因此静态强制转换就可以了。但是，在T*和U*之间进行转换通常需要重新解释转换，因为任意指针不能相互转换。 （并替换T = Fred*，U = void*。）

Answer 3

static_cast无法将Fred **转换为void **，因为它不是明智的转换：指向Fred*和void*的指针不一定以相同的方式创建（即某些平台上的对齐问题）。您可以确定可以指向内存中任何字节的void*也可以指向Fred对象，但void**指针的情况并非如此。

Answer 4

声明

以下是挥手，目的是让事情易于理解，而不是技术上正确的描述。

挥手

引入void的一种可能方式是：

void与<{{1>}通用超类类似（不一样）。

Object可以看作是每个类和非类类型的抽象基础。 （有了这个比喻，void也将是一个准虚拟基类型：转换为void永远不会模棱两可。）

因此，您可以看到从void*到T*的隐式转换作为派生到基础的转换，反向void*就像是派生转发的基础。当static_cast没有真正指向void*时，您不应该执行T（当static_cast<T*>没有真正指向Base*时，您不应该做Derived）。

免责声明，

严重的是， static_cast<Derived*> 不是抽象基类，在许多情况下无法正式视为一个基类：

• 当使用多重继承时，您无法正式将void描述为虚拟基础（或void将中断）或非虚拟基础（或转换为static_cast将不明确）。
• 没有void*类型。这个基类 metaphor 只是扩展到了指针之外。

请不要告诉别人“void&是通用的C ++基类，就像Java Object”。 如果没有完整的免责声明，请不要重复我在这里写的任何内容。

仅在某些情况下， void的行为类似于基类，用于指针隐式转换和强制转换。

你不能写基于隐喻的程序，而是基于真正的C ++规则。

这个比喻可能有所帮助。或不。无论哪种方式，都不会试图根据隐喻得出逻辑结论。