将std :: vector <char>的一部分转换为std :: array <char，n =“”>，c ++ 11 </char，> </char>

Question

根据C ++ 11标准，以下代码是否违反严格别名或导致未定义的行为？是否有更好的方法来实现相同的功能？

void do_things(const std::array<char, 64> &block) {
   // ...
}

int main() {
    std::vector<char> buffer(64);
    do_things(reinterpret_cast<const std::array<char, 64> &>(buffer[0]));
}

tldr：使用const char *不那么痛苦

编辑：由于sizeof(std::array<char, n>)不能保证等于n，我建议如下：

void do_things(const char (&block)[64]) {
   // ...
}

int main() {
    std::vector<char> buffer(64);
    do_things(reinterpret_cast<char (&)[64]>(buffer[0]));
}

根据我对别名的理解，这不应该导致未定义的行为并捕获传递固定大小的数组的语义。我的理解是否正确？

Answer 1

严格别名规则是指§3.10[basic.lval] / p10，它提供了

  

如果程序试图通过访问对象的存储值   行为是除以下类型之一以外的glvalue   未定义：

     

  
• 对象的动态类型，
  
• 对象的动态类型的cv限定版本，
  
• 与对象的动态类型相似的类型（如4.4中所定义）
  
• 与对象的动态类型对应的有符号或无符号类型的类型
  
• 与对象的动态类型的cv限定版本对应的有符号或无符号类型的类型，
  
• 聚合或联合类型，包括其元素或非静态数据成员中的上述类型之一（包括，   递归地，子聚合的子元素或非静态数据成员   包含联盟）
  
• [...]
  

因此，通过类型为char的glvalue访问std::array<char, N>类型的对象不会破坏此规则，因为std::array<char, N>是一种包含char的聚合类型非静态子聚合数据成员的元素。

但是，由于规则不同，您仍然无法对结果引用执行任何有用的操作而不调用未定义的行为 - §9.3.1[class.mfct.non-static] / p2：

  

如果为对象调用类X的非静态成员函数   该行为不属于X类型，也不属于X类型   未定义。

值得注意的是，标准中没有规则保证sizeof(std::array<T, N>) == sizeof(T) * N。标准保证的唯一内容是std::array<T, N>是一种聚合类型，可以使用包含最多N T s的 braced-init-list 进行初始化。实现可以免费添加额外的东西。

根据do_things的需要，您可能希望使函数采用随机访问迭代器或简单的指针。或者，如果您希望将函数限制为仅采用std::vector和std::array s，则可以编写带有const引用的重载，并调用辅助函数，使用const char *执行实际操作工作

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新版本没有破坏我能想到的任何规则，但是每次调用函数时都要求reinterpret_cast使用buffer是相当糟糕的设计。如果您不小心将std::vector<std::string>声明为buffer，或者写了buffer[0]而不是{{1}}，编译器将很乐意编译您的代码而不会发出警告，可能会带来灾难性的后果。