缓冲区填充不同类型的数据，并严格别名

Question

根据 the standard，在 C++ 中总是未定义的行为，例如，使 float* 指向与 int* 相同的内存位置，然后 read/write 来自他们。

在我的应用程序中，可以有一个填充了 32 位整数元素的缓冲区，这些元素被 32 位浮点元素覆盖。（它实际上包含图像的表示，由 GPU 内核在多个阶段进行转换，但也应该有一个执行相同处理的主机实现，以供验证。）

程序基本上是这样做的（不是实际的源代码）：

void* buffer = allocate_buffer(); // properly aligned buffer

static_assert(sizeof(std::int32_t) == sizeof(float), "must have same size");
const std::int32_t* in = reinterpret_cast<const std::int32_t*>(buffer); 
float* out = reinterpret_cast<float*>(buffer); 
for(int i = 0; i < num_items; ++i)
   out[i] = transform(in[i]);

有没有办法在 C++ 标准中明确定义 reinterpret_cast 指针情况，而无需对整个缓冲区进行额外的内存复制，或额外的每个元素复制（例如 std::bit_cast)?

Answer 1

尽管我一直希望有一个好的方法，但目前没有。您将必须使用您选择的编译器的 no-strict-aliasing 标志。

对于 std::bit_cast，您必须等到 C++20。据我所知，不使用 memcpy 就没有符合标准的方法。

也看看这个bit_cast proposal and this website。

Answer 2

使用工会怎么样？例如：

union T {
    std::int32_t i;
    float f;
}

T* buffer = allocate_buffer();
for(int i = 0; i < num_items; ++i)
    buffer[i].f = transform(buffer[i].i);

缓冲区填充不同类型的数据，并严格别名

Buffer filled with different types of data, and strict aliasing

c++

c++11

c++14

strict-aliasing