c++ - 如何将 Boost 数量数组类型化为基础类型？

Question

我正在构建一个动态动画和渲染系统，我想使用 Boost.Units用于表示物理量以获得良好的尺寸安全性。但是，我将不得不将数量数组传递给对 Boost 一无所知的函数，例如:

• OpenGL 缓冲区填充命令。这些只需要一个 const void *并期望找到一个数组 float或 double取消引用时的值。他们读取数据。

• 来自 BLAS 和 LAPACK 不同实现的线性代数函数(例如 gemm 或 gesv)。这些通常采用 float *或 double *到给定的数组。他们都读取和写入数据。

我知道boost::units::quantity<U, T>有一个 const T& value()提供对包含的 T 的直接引用访问的成员值(value)。我还验证了 boost::units::quantity<U, T>是一个标准布局结构，只有一个非静态数据成员，类型为 T .

那么，让我们假设对于 boost::units::quantity<U, T> q , 以下成立:

• static_cast<const void*>(&q) == static_cast<const void*>(&q.value())
• sizeof(q) == sizeof(T)

我的问题是:给定一个数组 boost::units::quantity<U, T> a[100]; , 是否安全:

1. 通过 &a[0].value()到一个函数，该函数期望读取 100 个类型为 T 的对象的数组在地址？

2. 通过 reinterpret_cast<T*>(&a[0])到一个函数，它将写入 100 个类型为 T 的连续值在地址？

我很清楚这可能是未定义的行为，但现在我必须遵循“实用胜于纯粹”⁽¹⁾ 原则。即使这是 UB，它会做预期的事情，还是会以无法预料的方式咬人？因为这可能是特定于编译器的:我需要它用于现代 MSVC(来自 VS 2015)。

如果这不安全，有没有办法真正安全地做到这一点？ “this”指的是“将 Boost.Units 与 OpenGL 和只有 C 接口(interface)的数字运算器一起使用”， 不会不必要地复制数据。

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⁽¹⁾ 改编自Zen of Python .

Answer 1

是的，这看起来像你可以做的事情。

有一件事您没有提到，但是应该添加到要检查的条件列表中:包装金额类型的对齐方式应该与基础类型的对齐方式相匹配。 (参见 alignof )。

因此，在实践中，我只会使用一些 static_asserts¹ 编写这样的代码，这些代码保护使重新解释有效的假设。

如果添加 T 与 remove_cv_t<decltype(q.value())> 相同的断言这个应该靠谱。

有了这些预防措施，由于您特定平台上的 reinterpret_cast 语义，不应该有 UB，只有 IB(实现定义的行为)。

¹，也许调试断言 &q.value() == &q