c++ - 将对象地址转换为字符指针，然后对它们使用指针数学

Question

根据 Effective C++，“将对象地址转换为 char* 指针，然后对它们使用指针运算几乎总是会产生未定义的行为。”

对于普通旧数据是否如此？例如在我很久以前写的这个模板函数中打印一个对象的位。它在 x86 上运行出色，但是...它可移植吗？

#include <iostream>

template< typename TYPE >
void PrintBits( TYPE data ) {
    unsigned char *c = reinterpret_cast<unsigned char *>(&data);

    std::size_t i = sizeof(data);
    std::size_t b;

    while ( i>0 ) {
        i--;
        b=8;
        while ( b > 0 ) {
            b--;
            std::cout << ( ( c[i] & (1<<b) ) ? '1' : '0' );
        }
    }
    std::cout << "\n";
}

int main ( void ) {
    unsigned int f = 0xf0f0f0f0;
    PrintBits<unsigned int>( f );
    return 0;
}

Answer 1

它肯定是不可移植的。即使您坚持使用基本类型，也有字节顺序和 sizeof，因此您的函数将在大端机器上或 sizeof(int) 为 16 或 64 的机器上打印不同的结果。另一个问题是并非所有 POD 都是基本类型，结构也可能是 POD。

POD 结构成员可以根据实现定义的对齐规则进行内部填充。因此，如果您传递此 POD 结构:

struct PaddedPOD
{
char c;
int i;
}

您的代码也会打印填充的内容。即使在具有不同编译指示和选项的同一编译器上，该填充也会有所不同。

另一方面，也许这正是您想要的。

因此，它不可移植，但也不是 UB。有一些标准保证:您可以将 POD 复制到 char 或 unsigned char 数组或从中复制，并且通过 char 缓冲区复制的结果将保留原始值。这意味着您可以安全地遍历该数组，因此您的函数是安全的。但是没有人保证这个具有相同类型和值的对象的数组(或对象表示)在不同的计算机上是相同的。

顺便说一句，我在 Effective C++ 中找不到那段话。你会引用它吗？我可以说，如果您的代码的一部分已经包含很多 #ifdef thiscompilerversion，有时完全非标准并使用一些导致未定义行为的 hack 是有意义的，但按预期工作带有此编译指示和选项的编译器版本。从这个意义上说，是的，转换为 char * 通常会导致 UB。