c++ - 假设 C++11 中已知子级布局，重新解释基类是否安全？

Question

我想写一个任意维度的 vector 类型。问题是我想为某些维度(例如:x、y、z)设置单独的字段，我的解决方案是使用 CRTP 来混合我需要的功能:

#include <unistd.h>

template <typename B, typename T, int DIM>
struct _veccore {
    // convert vector to array of underlying scalar type
    T* data(ssize_t ii) { return (static_cast<T*>(this))[ii]; }

    B operator +(const B& ov) {
        B b = reinterpret_cast<B*>(*this);
        for (ssize_t ii=0; ii < DIM; ii++) {
            b.data(ii) += ov.data(ii);
        }
        return *this;
    }   
};


template <typename T> struct _vector1d : _veccore<_vector1d<T>, T, 1> { T x;     };
template <typename T> struct _vector2d : _veccore<_vector2d<T>, T, 2> { T x,y;   };
template <typename T> struct _vector3d : _veccore<_vector3d<T>, T, 3> { T x,y,z; };

int main() {
    _vector1d<float> v1f;
    _vector2d<float> v2f;
    _vector3d<float> v3f;
}

我相信它是安全的，因为:

1. 如果 T 是 POD，则 _vectorNd 类型是 POD(简单地可复制且 标准布局)
2. 既然是POD，就必须兼容C，而C需要存储 字段按照声明的顺序排列，因此不允许重新排序。

还有其他问题会导致不安全吗？

Answer 1

严格来说，C++中的指针运算是基于数组定义的。也就是说，如果它不是一个对象数组，那么您只能前进一个元素(为了允许将单个对象视为一个元素的数组，您需要一个“越过末尾”指针)。您不能将包含两个T对象的struct视为一个包含两个数组的结构T 对象。

C++ 不允许将算术指针从一个子对象指向另一个子对象，除非这两个子对象都是同一数组的直接成员。

现在是的，几乎在您使用的每个编译器中，这都可以工作。但就标准而言，无论类型是否为“POD”，这都是未定义的行为。