c++ - 使用指针将 char* 转换为 unsigned char*

Question

我正在编写一些使用 fstream read() 函数的代码，该函数需要一个 char* 作为缓冲区。稍后，我想将此缓冲区中的字节作为无符号字符使用，因此我要么必须:1. 将缓冲区声明为 char*，然后稍后为每个元素执行 static_casts，2. 声明缓冲区作为 unsigned char* 然后在我将它传递给读取函数时执行 reinterpret_cast，或者 3. 将缓冲区声明为 char* 并创建一个转换指针，我将其用于将缓冲区作为 unsigned char 进行访问。

这是一个片段:

char* buf = new char[512];
unsigned char* ubuf = reinterpret_cast<unsigned char*>(buf);

    fstream myfile;

    myfile.open("foo.img");

    myfile.seekg(446);
    myfile.read(buf, 16);
    //myfile.read(reinterpret_cast<char*>(buf), 16);

int bytes_per_sector = ubuf[1] << 8 | ubuf[0];
...

我喜欢这种方式，因为我只需要强制转换一次，而且我可以访问任一类型的缓冲区，而无需每次都进行强制转换。但是，这是一个好习惯吗？这里有什么可能出错的地方吗？使用 reinterpret_cast 让我有点紧张，因为我通常不使用它，而且我被告知要小心使用它很多次。

Answer 1

在这种情况下，reinterpret_cast 很好，原因有两个:

1. (有符号的)char 和unsigned char 类型必须具有相同的 "representation and alignment" .这意味着数据不会有差异(精确到位)，或者缓冲区被解释为多长时间。

2. 文件读取函数通常使用 char* 作为通用数据访问类型。他们不能使用 void*，因为类型 void 具有特定的未定义长度和表示形式。但是，char 可以。因此他们可以使用它来读取/写入一系列字节。

实际上，文件函数通常旨在将数据重新解释为其他内容。它允许你有一个像

这样的结构

typedef struct structSomeStruct
{
    char name[8]; // a basic, fixed length, string
    unsigned long i; // a 32 bit value
    float x, y, z, w;
} SomeStruct;

或者

class SomeStruct
{
    public:
        char name[8];
        unsigned long i;
        float x, y, z, w;
        
        SomeStruct()
        {
            // ...
        }
};

并使用类似的方式将其存储到文件中:

SomeStruct st;

// populate the st data structure

// file.write(char* start_of_data, size_t number_of_bytes);
file.write(reinterpret_cast<char*>(&st), sizeof(SomeStruct));

并以类似的方式阅读。