c++ - 在 Type 和 Wrapper<Type> 之间 reinterpret_cast 是否安全？

Question

假设我们有类模板 Wrapper像这样:

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

reinterpret_cast 哪些类型安全之间Type和一个 Wrapper<Type> ?没有任何？标准布局？全部？
假设我们创建了其中一个( Type 和 Wrapper<Type> )的对象，并通过另一个读取和写入该对象。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 this answer 的评论这个领域在标准中似乎不是很明确。我认为所有编译器都会生成一个按预期工作的代码(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，问题就出现了:标准能否保证这些强制转换的定义明确的行为，或者在这种情况下保证任何事情是不可能/不切实际的？
因为我很确定，这些类型转换实际上会起作用。

Answer 1

重新诠释 T (那不是 Wrapper<T> 的成员)作为 Wrapper<T>永远不允许(F1 示例)。
另一方面，我相信重新诠释 Wrapper<T>如 T允许用于标准布局类:(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 ...

就在下面:

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。如果您有引用 T指向Wrapper<T>的成员，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 T不是 Wrapper<T> 成员的对象，那么就是UB。

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。类型转换本身不应该导致 UB。