如何键入 - 将数量数组提升到基础类型？

Question

我正在构建一个动态动画＆amp;渲染系统，我想使用Boost.Units来表示物理量，以获得良好的尺寸安全性。但是，我必须将数量数组传递给对Boost一无所知的函数，例如：

• OpenGL缓冲区填充命令。这些只需要const void *，并期望在解除引用时找到float或double值的数组。他们阅读了数据。

• 来自BLAS和LAPACK的不同实现的线性代数函数（例如gemm或gesv）。这些通常会将float *或double *带到给定数组。他们都读取和写入数据。

我知道boost::units::quantity<U, T>有一个const T& value()成员，可以直接引用所包含的T值。我还验证了boost::units::quantity<U, T>是一个标准布局结构，只有一个类型为T的非静态数据成员。

所以，我们假设对于boost::units::quantity<U, T> q，以下是：

• static_cast<const void*>(&q) == static_cast<const void*>(&q.value())
• sizeof(q) == sizeof(T)

我的问题：给定数组boost::units::quantity<U, T> a[100];，是否安全：

1. 将&a[0].value()传递给期望在地址读取100个T类型对象数组的函数？

2. 将reinterpret_cast<T*>(&a[0])传递给一个函数，该函数会在地址处写入100个T类型的连续值吗？

我很清楚这可能是未定义的行为，但是现在我必须遵循“实用性节拍纯度”^（1）原则。即使这是UB，它是否会做出预期的事情，还是会以不可预见的方式咬人？因为这可能是编译器特定的：我需要这个用于现代MSVC（来自VS 2015）。

如果这不安全，有没有办法真正安全地做到这一点？ “this”指的是“使用带有OpenGL的Boost.Units和只有C接口的数字处理程序”，没有不必要地复制数据。

^（1）改编自Zen of Python。

Answer 1

是的，这看起来像你可以做的事情。

有一件事你没有提及，应该添加到要检查的条件列表中：包装金额类型的对齐应该与基础类型的对齐。 （见alignof）。

所以，在实践中，我只会使用一些static_asserts来编写这样的代码，以保护使重新解释有效的假设。

如果你添加断言T与remove_cv_t<decltype(q.value())>相同，这应该是可靠的。

有了这些预防措施，由于特定平台上的reinterpret_cast语义，不应该有UB，只有IB（实现定义的行为）。

¹，也许调试断言&q.value() == &q