c++ - 什么时候类型双关指针在实践中是安全的？

Question

我的一位同事正在编写大量使用二进制数据数组的 C++ 代码。在某些地方，他有这样的代码

char *bytes = ...
T *p = (T*) bytes;
T v = p[i]; // UB

这里，T有时可以是short或int(分别假设为16位和32位)。

现在，与我的同事不同，我属于“如果可能的话就不要 UB”的阵营，而他更倾向于“如果它有效，那就没关系”。我很难说服他。

鉴于:

1. bytes 实际上来自此编译单元之外的某处，是从某个二进制文件中读取的。

2. 可以安全地假设数组确实包含原生字节序中的整数。

在实践中，考虑到主流的 C++ 编译器，如 MSVC 2017 和 gcc 4.8，以及 Intel x64 硬件，这样的事情真的安全吗？我知道如果 T 是 float(过去被它咬过)就不会了。

Answer 1

char* 可以在不违反严格的别名规则的情况下为其他实体添加别名。

仅当 p + i 最初不是 T 时，您的代码才是 UB。

char* byte = (char*) floats;
int *p = (int*) bytes;
int v = p[i]; // UB

但是

char* byte = (char*) floats;
float *p = (float*) bytes;
float v = p[i]; // OK

如果 byte 的来源是“未知的”，编译器就不能利用 UB 进行优化，应该假定我们处于有效情况并据此生成代码。但是你怎么保证它是未知的呢？即使在 TU 之外，链接时间优化之类的东西也可能允许提供隐藏信息。