为什么使用reinterpret_cast 将char* 转换为结构似乎可以正常工作？

Question

人们说相信 reinterpret_cast 从原始数据（如 char*）转换为结构是不好的。例如，对于结构

struct A
{
    unsigned int a;
    unsigned int b;
    unsigned char c;
    unsigned int d;
};

sizeof(A) = 16 和 __alignof(A) = 4，完全符合预期。

假设我这样做：

char *data = new char[sizeof(A) + 1];
A *ptr = reinterpret_cast<A*>(data + 1); // +1 is to ensure it doesn't points to 4-byte aligned data

然后复制一些数据到ptr:

memcpy_s(sh, sizeof(A),
         "\x01\x00\x00\x00\x02\x00\x00\x00\x03\x00\x00\x00\x04\x00\x00\x00", sizeof(A));

则ptr->a为1，ptr->b为2，ptr->c为3，ptr->d为4。
好吧，似乎工作。正是我所期待的。

但是 ptr 指向的数据不是像 A 那样的 4 字节对齐。这可能会在 x86 或 x64 平台中导致什么问题？性能问题？

Answer 1

一方面，您的初始化字符串假定基础整数以小端格式存储。但是另一种体系结构可能使用大端，在这种情况下，您的字符串将产生垃圾。（一些巨大的数字。）该架构的正确字符串是

"\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x02\x03\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x04".

当然还有对齐的问题。

某些架构甚至不允许您将 data + 1 的地址分配给非字符指针，它们会发出 内存对齐陷阱 .

但即使是允许这样做的架构（如 x86）也会表现得很糟糕，必须为结构中的每个整数执行两次内存访问。（有关更多信息，请参阅这个出色的答案： )

最后，我对此并不完全确定，但我认为 C 和 C++ 甚至不能向您保证字符数组将包含以字节为单位的字符。（我希望了解更多的人可以澄清这一点。）可以想象，可能存在完全无法处理非字对齐数据的体系结构，因此在此类体系结构中，每个字符都必须占据整个字。这意味着获取 data + 1 的地址是有效的，因为它仍然是对齐的，但是您的初始化字符串不适合预期的工作，因为它的前 4 个字符将覆盖您的整个结构, 产生 a=1, b=0, c=0 和 d=0.

Answer 2

问题是您无法确定此代码是否会运行在另一个平台上，下一个版本 Visual Studio 等。当运行在另一个处理器上运行时，可能会导致硬件异常。

曾几何时，您可以读取任意内存位置，但如今所有这些程序都因 "access violation" 异常而崩溃。该程序将来可能会发生类似的事情。

但是，您可以做什么，以及任何自称 "C++ standard compliant" 的编译器必须正确编译的是：
你可以 reinterpret_cast 指向其他东西的指针，然后返回到原来的类型。类型的值在前后读取时必须保持相同。

我不知道你到底想做什么，但是你可能逃脱，例如

分配一个struct A
reinterpret_cast将其转换为 chars
将内存内容保存到文件

稍后恢复所有内容：

分配一个struct A
reinterpret_cast 到 chars
加载内容到内存
reinterpret_cast它回一个struct A

为什么使用reinterpret_cast 将char* 转换为结构似乎可以正常工作？

Why does using reinterpret_cast to convert from char* to a structure seem to work normally?

c++

struct

reinterpret-cast