`reinterpret_cast` `T` 到 `T()[N]` 是未定义的行为吗？

Question

考虑以下场景：

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？我觉得是。

a.data() returns一个int*，和int(*)[8]
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8int个对象的数组

我是否遗漏了使此 reinterpret_cast 有效的任何规则？

Answer 1

是的，行为未定义。

int*（a.data() 的 return 类型）与 int(*)[8] 不同，因此您违反了严格的别名规则。

当然（这更多是为了未来读者的利益），

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（含 0 和 8）。

Answer 2

一个数组对象和它的第一个元素是指针不可相互转换的^*，所以reinterpret_cast的结果是一个"pointer to array of 8 int"类型的指针值为"pointer to a[0]"¹。换句话说，尽管是类型，但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（作为索引表达式的一部分 (*p)[0]）产生的左值².该转换的行为仅在左值实际引用数组对象³ 时指定。由于这种情况下的左值没有，因此行为未定义为 omission⁴.

_{^*如果问题是"why is an array object and its first element not pointer-interconvertible?"，已经有人问过：.}

_{¹参见[expr.reinterpret.cast]/7, [conv.ptr]/2, [expr.static.cast]/13 and [basic.compound]/4。}

_{²参见[basic.lval]/6, [expr.sub] and [expr.add]。}

_{³[conv.array]: "The result is a pointer to the first element of the array."}

_{⁴[defns.undefined]：未定义的行为是"behavior for which this document imposes no requirements"，包括"when this document omits any explicit definition of behavior".}

`reinterpret_cast` `T` 到 `T()[N]` 是未定义的行为吗？

Is it undefined behavior to `reinterpret_cast` a `T` to `T()[N]`?

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