`reinterpret_cast`是一个'T *`到'T（*）[N]`是不确定的行为？

Question

考虑以下情况：

std::array<int, 8> a;
auto p = reinterpret_cast<int(*)[8]>(a.data());
(*p)[0] = 42;

这是未定义的行为吗？我想是的。

• a.data()返回int*，与int(*)[8]

不同

• cppreference 上的type aliasing rules似乎暗示reinterpret_cast无效

• 作为程序员，我知道a.data()指向的内存位置是8 int个对象的数组

是否有任何我错过的规则使reinterpret_cast有效？

Answer 1

数组对象及其第一个元素不是指针可互换的 ^* ，因此reinterpret_cast的结果是类型为＆＃34的指针;指向8 {{的数组的指针1}}＆＃34;其值为＆＃34;指向int＆＃34; ¹ 的指针。换句话说，尽管有类型，它实际上并不指向任何数组对象。

然后，代码将数组到指针的转换应用于取消引用此类指针（作为索引表达式a[0]） ² 的一部分而产生的左值。仅当左值实际引用数组对象 ³ 时才指定该转换的行为。由于这种情况下的左值没有，因此省略 ⁴ 的行为是不明确的。

_{^* 如果问题是＆＃34;为什么数组对象及其第一个元素不是指针可互换的？＆＃34;，它已被问到：{{3 }}}

_{¹ 请参阅Pointer interconvertibility vs having the same address，[expr.reinterpret.cast]/7，[conv.ptr]/2和[expr.static.cast]/13。}

_{² 请参阅[basic.compound]/4，[basic.lval]/6和[expr.sub]。}

_{³ [expr.add]：＆＃34;结果是指向数组的第一个元素的指针。＆＃34;}

_{⁴ [conv.array]：未定义的行为是＆＃34;本文档没有要求的行为＆＃34;，包括＆＃34;当本文档省略任何明确的行为时行为的定义＆＃34;。}

Answer 2

是的，行为未定义。

int*（a.data()的返回类型）与int(*)[8]的类型不同，因此您违反了严格的别名规则。

当然，（这更有利于未来的读者），

int* p = a.data();

完全有效，随后的表达式p + n也是如此，其中整数类型n介于0和8之间。