通过std：：bit_cast()指针进行别名访问 [英] Aliasing accesses through a std::bit_cast()ed pointer

问题描述

违反严格别名规则会产生未定义的行为，例如，通过网络将结构发送到字符缓冲区，然后该字符指针被C样式/std::reinterpret_cast()强制转换为结构指针。

C++std::bit_cast() function看起来可以用来在(实现？)定义的方式，即不违反严格的别名规则。

示例：

#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>

#include <bit>

int get_sock_addr(const struct sockaddr *a)
{
    struct sockaddr_in *x = std::bit_cast<struct sockaddr_in*>(a);
    return x->sin_addr.s_addr;
}

因此，get_sock_addr()的调用方以某种方式获取了sockaddr指针，并确定它实际上指向sockaddr_in结构。

那么，通过std::bit_cast()进行指针强制转换是有效的用例吗？

还是以某种方式也会产生未定义的行为？

如果是定义的行为，标准是否将这种指针强制转换归类为实现定义的行为？

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std::bit_cast() proposal提到：

如果没有与的对象表示形式对应的值表示形式，则返回值未指定。

如果不同的指针表示不兼容，以至于它们不能相互对应，那么符合标准的编译器是可能的吗？

推荐答案

转换指针值无关紧要。重要的是对象。您有一个指向X类型的对象的指针，但该指针的类型是Y。尝试通过指向无关类型Y的指针/引用访问X类型的对象是UB的来源。

您是如何获得这些指针的，这几乎无关紧要。因此，bit_cast在这方面并不比reinterpret_cast好。

如果没有sockaddr_in，则不能假装存在。但是，C++20中的implicit object creation可能已经解决了这个问题，这取决于您的代码。如果是，仍然您如何获取指针都无关紧要。

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