在 Type 和 Wrapper<Type> 之间 reinterpret_cast 安全吗？

Question

假设我们有这样的 class 模板 Wrapper：

template <class T>
struct Wrapper { T wrapped; };

在 Type 和 Wrapper<Type> 之间 reinterpret_cast 对于什么类型是安全的？ None？标准布局？全部？

假设我们创建了其中一个对象（Type和Wrapper<Type>），并通过另一个对象读写这个对象。示例 (live on godbolt.org):

void F1() {
    std::stringstream ss;
    ss << "Hello";
    reinterpret_cast<Wrapper<std::stringstream>&>(ss).wrapped << " world";
}

void F2() {
    Wrapper<std::stringstream> ss;
    ss.wrapped << "Hello";
    reinterpret_cast<std::stringstream&>(ss) << " world";
}

阅读 的评论，这方面似乎在标准中不是很明确。我认为所有编译器都会生成按预期工作的代码（即一种类型的值可以转换为另一种类型），但标准目前可能无法保证这一点。如果没有，就会出现问题：标准能否保证这些转换的明确定义的行为，或者在这种情况下是否possible/impractical 不能保证任何事情？

因为我很确定，这些转换确实有效。

Answer 1

将 T（不是 Wrapper<T> 的成员）重新解释为 Wrapper<T> 是绝对不允许的（F1 示例）。

另一方面，我认为将 Wrapper<T> 重新解释为 T 对于标准布局 类 是允许的：（F2 示例）

[basic.compound]/4.3

Two objects a and b are pointer-interconvertible if:

— one is a standard-layout class object and the other is the first non-static data member of that object, or ...

在其正下方：

If two objects are pointer-interconvertible, then they have the same address, and it is possible to obtain a pointer to one from a pointer to the other via a reinterpret_­cast. ...

请注意，虽然此规则是对称的，但它要求两个对象都实际存在。如果您有指向 Wrapper<T> 成员的 T 的引用，那么您可以将其重新解释为 Wrapper<T>（反之亦然）。但是如果它指向一个不是 Wrapper<T> 成员的 T 对象，那么它将是 UB。

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免责声明：“不允许这样那样的重新解释”是指访问 reinterpret_cast 的结果会导致 UB。演员表本身不应导致 UB。