C++类型转换的实现

Question

我正在 CodeProject 中研究一些代码，发现以下代码用于 C++ 强制类型转换。

template <class OutputClass, class InputClass>
union horrible_union{
    OutputClass out;
    InputClass in;
};
template <class OutputClass, class InputClass>
inline OutputClass horrible_cast(const InputClass input){
    horrible_union<OutputClass, InputClass> u;
    u.in = input;
    return u.out;
}

为什么要以上述方式实现转换，为什么不能手动进行转换。能否举个例子说明普通转换不起作用的情况？

为什么采用这种方式进行类型转换，不能手动进行强制转换吗？能否举一个例子说明常规强制转换无法正常工作的情况？

- KodeWarrior

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在设置了不同的成员之后访问联合体的成员是未定义行为，所以任何方法都比这种可怕的 horrible_union 方法更好。 - David Hammen

可能这就是为什么它被称为可怕的转换。这基本上是为了实现一些编译器特定的行为。 - KodeWarrior

Answer 1

这种方法基本上让您可以使用任何类型转换，尽管它依赖于未定义的行为。

普通转换在不同类型之间进行转换时会发出警告，但是这种方法不会。

struct A{};
struct B{};

template <class OutputClass, class InputClass>
union horrible_union{
    OutputClass out;
    InputClass in;
};
template <class OutputClass, class InputClass>
inline OutputClass horrible_cast(const InputClass input){
    horrible_union<OutputClass, InputClass> u;
    u.in = input;
    return u.out;
}

int main()
{
    A a;
    B b;
    a = horrible_cast<A,B>(b);   //this compiles
    a = reinterpret_cast<A>(b);  //this doesn't
} 

底线：这是可怕的，不要做。

- Luchian Grigore

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如果您正在使用特定编译器（用于某些嵌入式系统）并且在特定架构上工作，那么进行仅适用于该架构的类型转换可能是一种有效的方法。但我同意这仍然是危险的。 - bitmask

Answer 2

使用联合方式通常等同于硬指针reinterpret_cast。但是，这不会复制对象，而您的示例却复制了两次（即使使用了RVO）。实际上，将const InputClass& input作为参数会更有效率。因此，您可以直接操作其结果，而不可能改变原始对象。

那么这究竟有什么用处呢...嗯。我认为没有真正好的用例，应始终避免未经检查的强制转换，正如David Hammen所指出的，这个完全未定义（尽管如果“正确”使用，它通常会工作）。

- leftaroundabout

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也许他们的商店有反对使用reinterpret_cast的政策，但是这个漏洞不在此列。 - Barmar

在这种情况下使用它甚至更可怕：reinterpret_cast是危险的，但这个更糟。 - leftaroundabout

就我个人而言，我更喜欢看到reinterpret_cast（如果有规定禁止使用，则需要申请豁免），而不是像这样隐藏转换。 - David Hammen

@bitmask：确实，联合体可以用于快速序列化，但不应以这种复制密集的模板函数的形式出现。 - leftaroundabout