Question

我有以下代码段

#include <iostream>

using namespace std;

class foobar
{
    public:
    unsigned int a = 97;
    unsigned int b = 98;
    unsigned int c = 99;
};


class barfoo
{
    public:
    char a:32,b:32,c;

};


int main(){
    foobar * f = new foobar();
    barfoo * b = (reinterpret_cast<barfoo *>(f));
    cout << b->a << "-" << b->b << "-" << b->c;

}

输出：

a-b-c

但是，如果我在barfoo中指定c的宽度，则它不起作用（所有值都为0）。观察

#include <iostream>

using namespace std;

class foobar
{
    public:
    unsigned int a = 97;
    unsigned int b = 98;
    unsigned int c = 99;
};


class barfoo
{
    public:
    char a:32,b:32,c:32;

};


int main(){
    foobar * f = new foobar();
    barfoo * b = (reinterpret_cast<barfoo *>(f));
    cout << b->a << "-" << b->b << "-" << b->c;

}

输出：

--

字符都是0

知道为什么会这样吗？

链接到ideone first snippet - 工作

Linke to ideone second snippet - 不工作

编译器是gcc-5.1 谢谢！

Answer 1

此reinterpret_cast不符合已定义行为的要求，因此虽然可以接受b的任何后续访问，但其结果的分配是未定义的行为：

barfoo * b = (reinterpret_cast<barfoo *>(f));

reinterpret_cast必须满足以下条件之一，其中foobar是DynamicType，barfoo是AliasedType：

AliasedType是（可能是cv限定的）DynamicType

AliasedType和DynamicType都是（可能是多级，可能是每个级别的cv限定）指向相同类型的指针T

AliasedType是DynamicType
的（可能是cv限定的）有符号或无符号变体
AliasedType是一种聚合类型或联合类型，它将上述类型之一保存为元素或非静态成员（包括递归地，包含联合的子聚合和非静态数据成员的元素）：这使得它在给定指向其非静态成员或元素的指针的情况下，可以安全地获取指向结构或联合的可用指针。

AliasedType是（可能是cv限定的）DynamicType
的基类
AliasedType为char或unsigned char：这允许将任何对象的对象表示检查为unsigned char数组。

由于AliasedType不属于任何这些条件，因此访问reinterpret_cast的结果是未定义的行为。

Answer 2

首先，检查2个类是否大小相同。可以想象，填充和对齐可能使位域a，b和c的位置与正常成员a，b和c等的位置不同。为什么使用char作为32位位域？我的编译器警告位域超出类型的大小。

否则（如果你为barfoo类更改了char为unsigned int），无论你有什么标准-UB，reinterpret_cast和access都有很好的工作机会。如果你通过一个联盟使用良好支持和完善的类型惩罚成语，可能更是如此。

通过联合进行类型惩罚是告诉编译器'这些不同类型的2个指针可能是别名的一种方式，不要进行根本优化，假设它们可能不是别名'。

C ++：reinterpret_cast的奇怪行为

2 个答案: