c++ - `reinterpret_cast` a `T*` 到 `T(*)[N]` 是未定义的行为吗？

Question

考虑以下场景:

std::array<int, 8> a;
auto p = reinterpret_cast<int(*)[8]>(a.data());
(*p)[0] = 42;

这是未定义的行为吗？我认为是。

• a.data()返回一个int*，与int(*)[8]不一样

• type aliasing rules关于 cppreference 似乎表明 reinterpret_cast 无效

• 作为程序员，我知道a.data()指向的内存位置是8 int的数组对象

我是否缺少任何规则使此 reinterpret_cast 有效？

Answer 1

一个数组对象和它的第一个元素不是指针可互转换的^*，所以reinterpret_cast的结果是一个类型为“指向8个数组的指针”的指针int”，其值为“pointer to a[0]”¹。换句话说，尽管有类型，但它实际上并不指向任何数组对象。

然后代码将数组到指针的转换应用于解引用此类指针所产生的左值(作为索引表达式 (*p)[0] 的一部分) ²。仅当左值实际引用数组对象³ 时，才指定该转换的行为。由于这种情况下的左值没有，因此行为未定义省略⁴。

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_{^*如果问题是“为什么一个数组对象和它的第一个元素不能指针互转换？”，它已经被问过了:Pointer interconvertibility vs having the same address .}

_{¹见[expr.reinterpret.cast]/7 , [conv.ptr]/2 , [expr.static.cast]/13和 [basic.compound]/4 .}

_{²见[basic.lval]/6 , [expr.sub]和 [expr.add] .}

_{³ [conv.array] : "结果是指向数组的第一个元素的指针。"}

_{⁴ [defns.undefined] : 未定义行为是“本文档未强加任何要求的行为”，包括“当本文档省略任何明确的行为定义时”。}