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Harry
Asked: 2024-06-10 15:49:47 +0800 CST

如何在数组指针类型参数上使用 std::bit_cast

  • 772

是否可以将数组第一个元素的地址作为参数传递给std::bit_cast.

#include <bit>
#include <iostream>

struct A {
    int a;
    int b;
    int c;
    int d;
    int e;

    void print() {
        std::cout << a << ", " << b << ", " << c << ", " << d << ", " << e << std::endl;
    }
};

int main() {
    char arr[20]{};
    // arr is filled with some data
    A a = std::bit_cast<A>(arr);
    a.print();

    const char* arrp = arr;
    // doesn't compile
    A b = std::bit_cast<A>(arrp);
    b.print();
}

错误

<source>: In function 'int main()':
<source>:23:27: error: no matching function for call to 'bit_cast<A>(const char*&)'
   23 |     A b = std::bit_cast<A>(arrp);
      |           ~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~
In file included from <source>:1:
/opt/compiler-explorer/gcc-13.2.0/include/c++/13.2.0/bit:81:5: note: candidate: 'template<class _To, class _From> constexpr _To std::bit_cast(const _From&) requires  sizeof (_To) == sizeof (_From) && __is_trivially_copyable(_To) && __is_trivially_copyable(_From)'
   81 |     bit_cast(const _From& __from) noexcept
      |     ^~~~~~~~
/opt/compiler-explorer/gcc-13.2.0/include/c++/13.2.0/bit:81:5: note:   template argument deduction/substitution failed:
/opt/compiler-explorer/gcc-13.2.0/include/c++/13.2.0/bit:81:5: note: constraints not satisfied
/opt/compiler-explorer/gcc-13.2.0/include/c++/13.2.0/bit: In substitution of 'template<class _To, class _From> constexpr _To std::bit_cast(const _From&) requires  sizeof (_To) == sizeof (_From) && __is_trivially_copyable(_To) && __is_trivially_copyable(_From) [with _To = A; _From = const char*]':
<source>:23:27:   required from here
/opt/compiler-explorer/gcc-13.2.0/include/c++/13.2.0/bit:81:5:   required by the constraints of 'template<class _To, class _From> constexpr _To std::bit_cast(const _From&) requires  sizeof (_To) == sizeof (_From) && __is_trivially_copyable(_To) && __is_trivially_copyable(_From)'
/opt/compiler-explorer/gcc-13.2.0/include/c++/13.2.0/bit:83:27: note: the expression 'sizeof (_To) == sizeof (_From) [with _To = A; _From = const char*]' evaluated to 'false'
   83 |     requires (sizeof(_To) == sizeof(_From))
      |              ~~~~~~~~~~~~~^~~~~~~~~~~~~~~~~
Compiler returned: 1
c++

2 个回答

  1. Best Answer

    数组不是指针。std::bit_cast<A>(arr);是正确的。 arr通过引用传递，并且由于std::bit_cast具有const From&参数，因此From推断为char[20]，并且您实际上传递了const char(&)[20]，即“对 20 个数组的引用const char”。这与传递指针不同。

    另一方面，std::bit_cast<A>(arrp);尝试将一个指针（大小8大概为 ）进行位转换为一个A（大小20大概为 ），并且不能在不同大小的类型之间进行位转换。

    这里更好的方法是通过 进行类型双关std::memcpy，这种方法之所以有效，是因为A它可以轻松复制并且具有隐式生命周期：

    const char* arrp = arr;

A b;
std::memcpy(&b, arrp, sizeof(b));
b.print();

    另请参阅在 C++ 中进行类型双关的现代、正确方法是什么？

    • 5

  2. 在某些情况下， Anarray可以退化为指针，但在这种情况下，它不会。相反，它仍然是一个array，并且std::bit_cast可以获取其地址并将其视为连续的内存块。[1]

    在第二种情况下，arrp是一个指针。当您传递arrp给时std::bit_cast，您传递的是一个指针，而不是一块内存。这是一个重要的区别。如果您根据 cppreference 查看建议的[cppreference]的可能实现std::bit_cast ，它表明函数参数的地址最终将被获取并作为参数传递给std::memcpy：

    template<class To, class From>
std::enable_if_t<
    sizeof(To) == sizeof(From) &&
    std::is_trivially_copyable_v<From> &&
    std::is_trivially_copyable_v<To>,
    To>
// constexpr support needs compiler magic
bit_cast(const From& src) noexcept
{
    static_assert(std::is_trivially_constructible_v<To>,
        "This implementation additionally requires "
        "destination type to be trivially constructible");
 
    To dst;
    std::memcpy(&dst, &src, sizeof(To));
    return dst;
}

    现在看到问题了？指针参数是意外的，因为它仍然会获取的地址src。您可以直接使用实现的核心，而无需进行所有检查。

    必须注意：您确实意识到您现在处于非常低的水平，并且很多东西都不可靠。例如，int可能不完全是32位。断言sizeof struct A == sizeof char arr[20]不能保证所有实现都适用。

    [1]它不会衰变，因为它经过const&

    • 3

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