c++ - C++ 中的容器协方差

Question

我知道 C++ 不支持容器元素的协方差，就像在 Java 或 C# 中一样。所以下面的代码可能是未定义的行为:

#include <vector>
struct A {};
struct B : A {};
std::vector<B*> test;
std::vector<A*>* foo = reinterpret_cast<std::vector<A*>*>(&test);

毫不奇怪，我在建议 another question 的解决方案时收到了反对票。 .

但是 C++ 标准的哪一部分确切地告诉我这将导致未定义的行为？保证std::vector<A*>和 std::vector<B*>将它们的指针存储在连续的内存块中。还保证sizeof(A*) == sizeof(B*) .最后，A* a = new B完全合法。

那么，我想到了标准中的哪些不良情绪(风格除外)？

Answer 1

此处违反的规则记录在 C++03 3.10/15 [basic.lval] 中，它指定了非正式地称为“严格别名规则”的内容

If a program attempts to access the stored value of an object through an lvalue of other than one of the following types the behavior is undefined:

• the dynamic type of the object,

• a cv-qualified version of the dynamic type of the object,

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

• a type that is the signed or unsigned type corresponding to a cv-qualified version of the dynamic type of the object,

• an aggregate or union type that includes one of the aforementioned types among its members (including, recursively, a member of a subaggregate or contained union),

• a type that is a (possibly cv-qualified) base class type of the dynamic type of the object,

• a char or unsigned char type.

简而言之，给定一个对象，您只能通过具有列表中一种类型的表达式访问该对象。对于没有基类的类类型对象，如 std::vector<T> ，基本上你只限于第一个、第二个和最后一个项目符号中命名的类型。

std::vector<Base*>和 std::vector<Derived*>是完全不相关的类型，您不能使用 std::vector<Base*> 类型的对象好像它是一个 std::vector<Derived*> .如果您违反此规则，编译器可能会做各种事情，包括:

• 对一个与另一个执行不同的优化，或者

• 以不同的方式布置内部成员，或

• 假设 std::vector<Base*>* 执行优化永远不能与 std::vector<Derived*>* 引用相同的对象

• 使用运行时检查来确保您没有违反严格的别名规则

[它也可能不做这些事情并且它可能“工作”，但不能保证它会“工作”，如果你改变编译器或编译器版本或编译设置，它可能会停止“工作”。我在这里使用恐吓引号是有原因的。 :-)]

即使您刚刚拥有 Base*[N]你不能像使用 Derived*[N] 一样使用该数组。 (虽然在这种情况下，使用可能会更安全，其中“更安全”的意思是“仍然未定义但不太可能让你陷入困境)。