是否转换为仅由 char[] 组成的结构并从定义明确的数组中读取？

Question

reinterpret_cast 有很多用途可以编译，但都是 UB。它仅在少数情况下得到明确定义。目前对我来说很重要的是：

在其元素或非静态数据成员中包含上述类型之一的聚合或联合类型（递归地包括子聚合或包含的联合的元素或非静态数据成员）
char 或 unsigned char 类型

假设我有一个缓冲区，其中包含我要解析的二进制结构。我使用仅包含 char a[100] 的 struct 并使用方法来提取位于 a[3] 的 uint32_t。是否将缓冲区转换为结构，然后以这种方式访问结构的数组？

如果是，我想那是因为上面的两条规则；但是，我也有一半希望这些规则不适用于 char[]，或者我可能会遇到某种对齐问题，因为它是一个数组而不仅仅是 char*。

使用例更清晰的小代码示例：

struct Overlay {
    char a[100];

    uint32_t parseSomeField() const {
        return my_char_to_uint32_t_function(&a[3]);
    }
};

int main() {
    std::vector<char> buffer(1024);
    // fill buffer
    auto overlay = reinterpret_cast<const Overlay*>(&buffer[0]);
    std::cout << overlay->parseSomeField() << std::endl;
}

我假设用简单的 char *a 替换 char a[100] 肯定没问题，但是通过给 Overlay 我想要解析的结构的大小，它允许我做还有以下内容：

Overlay overlay;
// fill overlay by writing into it directly
std::cout << overlay.parseSomeField() << std::endl;

节省了一些代码行。

编辑：

感谢回答和评论，我很清楚 reinterpret_cast 的这种用法是 UB。以下支持使用现有缓冲区和直接复制到结构中。你也可以做 sizeof，这很好。此外，这应该明确定义：

struct VersatileOverlay {
    char a[100];

    static uint32_t parseSomeField(const char *a) {
        return some_char_to_uint32_t_function(a + 3);
    }

    uint32_t parseSomeField() const {
        return parseSomeField(&a[0]);
    }
};

int main() {
    std::vector<char> buffer(1024);
    // fill buffer
    std::cout << VersatileOverlay::parseSomeField(&buffer[0]) << std::endl;

    VersatileOverlay vo;
    memcpy(&vo, /*source ptr*/, sizeof(VersatileOverlay));
    std::cout << vo.parseSomeField() << std::endl;
}

parseSomeField() 及其兄弟姐妹将简单地调用它们的静态对象，将它们传递给内部缓冲区。

Answer 1

Is casting to a struct that consists solely of a char[] and reading from that array well defined?

根据以下规则，它不是 well-defined：

[basic.lval]

If a program attempts to access the stored value of an object through a glvalue whose type is not similar ([conv.qual]) to one of the following types the behavior is undefined:

the dynamic type of the object,

a type that is the signed or unsigned type corresponding to the dynamic type of the object, or

a char, unsigned char, or std::byte type.

None 这些列出的类型是 Overlay，当基础对象是 char.

的动态数组时

这里看起来像是一个明智的解决方案，只是一个免费（或静态成员）函数：

std::uint32_t
parseSomeField(const char* a) const {
    return my_char_to_uint32_t_function(a + 3);
}

你可以用它来解析一个向量：

parseSomeField(buffer->data());

或者，如果您确实有一个类似于 Overlay 的 class：

parseSomeField(overlay.a);

是否转换为仅由 char[] 组成的结构并从定义明确的数组中读取？

Is casting to a struct that consists solely of a char[] and reading from that array well defined?

c++

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