reinterpret_cast在解引用void指针时的行为

Question

reinterpret_cast在解引用void指针时的行为

3

在this answer的评论区与某人就他提出的建议争论时，我遇到了一些gcc4.8和VS2013无法编译但clang却能够愉快地接受并显示正确结果的代码。

#include <iostream>

int main()
{
    int i{ 5 };
    void* v = &i;
    std::cout << reinterpret_cast<int&>(*v) << std::endl;
}

现场演示。GCC和VC都出现了我预期的错误，抱怨代码试图在reinterpret_cast内解引用void*。因此，我决定在标准中查找这个问题。从N3797开始，§5.2.10/11 [expr.reinterpret.cast]

如果一个类型为T1的glvalue表达式可以通过使用reinterpret_cast将指向T1的指针显式转换为指向T2的指针，那么它就可以被强制转换为“指向T2的引用”类型。结果引用与源glvalue指向相同的对象，但具有指定的类型。对于左值而言，引用转换reinterpret_cast(x)与使用内置的&和*运算符进行转换*reinterpret_cast(&x)具有相同的效果（对于reinterpret_cast(x)也是如此）。不会创建临时对象，不会进行复制，并且不会调用构造函数(12.1)或转换函数(12.3)。

在这种情况下，T1是void，T2是int，可以使用reinterpret_cast将void*转换为int*。因此，所有要求都得到满足。

根据注释，reinterpret_cast<int&>(*v)的效果与*reinterpret_cast<int*>(&(*v))相同，根据我的计算，这与*reinterpret_cast<int*>(v)相同。

那么这是GCC和VC的错误，还是clang和我误解了这个问题？

- Praetorian

1

如果你执行 void* v = &i; *v; 会发生什么？clang 仍然不会抱怨。当将 void* 转换为其他类型时，我应该使用 static_cast 还是 reinterpret_cast 看起来很有趣。（警告：旧的信息可能已过时。） - user1508519

1

根据这里的内容，&*ptr 看起来是合法的，但不等同于 ptr（我猜这就是你在最后一个 reinterpret_cast 中想表达的）。因此，指针仍然需要被解引用。 - chris

@chris 在你链接的问题的评论中，Oli Charlesworth 说C99 明确规定 &*E 等同于 E。因此，这部分内容是正确的。我想剩下的问题是，如果 E 是 void 或者不完整类型会怎样？ - Praetorian

@Praetorian，是的，这个注释只适用于C语言，而不是C++。整个话题很混乱，但是即使在C语言中，void *p; &*p;如果是真正的noop，也应该可以正常工作。 - chris

3个回答

3

void类型的表达式仅被允许作为return语句中的语法设备，同时你也可以将一个表达式强制转换成void类型，但这就是全部：没有void类型的glvalues，void类型的表达式不指向内存。因此，标准中引用的那段以glvalue开头的话并不适用。所以，clang是错误的。

- Cheers and hth. - Alf

1

如果v是void *类型，那么*v就没有意义。问题不在于强制转换，而在于对指向void的指针进行解引用是非法的。

- David Schwartz

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Mat · Accepted Answer

事实是，类型转换符内的表达式无效。根据§5.3.1 一元运算符的规定：
一元*运算符执行间接引用：应用它的表达式必须是指向对象类型的指针或指向函数类型的指针，并且结果是一个左值，该左值引用到表达式所指向的对象或函数。如果表达式的类型是“指向T的指针”，则结果的类型为“T”。[注意：可以解除对不完整类型（除cv void之外）的指针引用。因此获得的左值只能以有限的方式使用（例如用于初始化引用）；此左值必须不会被转换为prvalue，请参见4.1。-结束附注]
void不是对象类型。因此，所有这些都停在那里，整个表达式无效。在这里clang似乎犯了错误。
更重要的是，根据§3.9.1 基本类型的规定，void类型只能在特定的一组情况下使用：
- 只能将void类型的表达式用作表达式语句（6.2），逗号表达式的操作数（5.18），?: 的第二个或第三个操作数（5.16），typeid或decltype的操作数，用于返回类型为void的函数的返回语句中的表达式（6.6.3）或作为显式转换为类型cv void的操作数。
因此，即使解除引用是合法的，您也不能在类型转换中使用void“对象”作为源（除了转换为void类型）。
当这两个表达式都有效时，reinterpret_cast<int&>（*v）可能确实具有与*reinterpret_cast<int*>(&(*v))相同的效果。并不意味着它本身是有效的，只是因为一个表达式可以以有效形式重新编写。