C++从成员指针转换回持有类指针

Question

我有以下类(class):

class SSVec
{
public:
    float values[8];
}

我有一个对象 SSVec obj，我将 float* 指针 obj.values 传递给另一个函数。在代码的其他地方，我得到了这个 float* 指针，然后将它转换回 SSVec* 指针。

这在 C++ 标准定义的行为方式中可能吗？大多数情况下，这将适用于静态转换，但我猜这实际上是未定义的行为。

原因是 float* 指针传入和传出 DLL，而 DLL 对 SSVec 一无所知。我保证传递的指针始终指向 SSVec::value[8] 对象成员。

该类可能更复杂，但它不派生自任何东西，没有虚函数，并且只包含 POD 类型。 values 是第一个成员

问题可以重新表述:是否通过 static_cast 保证类地址和第一个成员地址相同？

Answer 1

如果 SSVec 是 POD 类型，则定义行为。在为你的类型实现一个特殊的转换函数时，你可以静态断言:

SSVec* SSVec_cast(float* ptr) {
    // Break if someone changes SSVec to be no POD anymore:
    static_assert(std::is_pod<SSVec>::value, "SSVec is no longer a POD!");

    // Break if someone changes SSVec to contain more than the array:
    // [ NOTE: This is optional. Behavior is still defined if the structure
    //   changes(*), but then only if the pointer really points into an SSVec.
    //   With these assertions included, you can even cast from a different
    //   float array of size 8, even if it hasn't been declared as a SSVec. ]
    static_assert(sizeof(SSVec) == 8 * sizeof(float), "SSVec has wrong size!");
    static_assert(sizeof(SSVec::values) == sizeof(SSVec), "SSVec has wrong structure!");
    static_assert(offsetof(SSVec, values) == 0, "SSVec has wrong structure!");

    // Now it is safe to reinterpret cast the pointer:
    // [ (*) NOTE: If above assertions are removed, please change (ptr)
    //   to (reinterpret_cast<char*>(ptr) - offsetof(SSVec, values)). ]
    return reinterpret_cast<SSVec*>(ptr);
}

同样可以通过重载对 const 指针完成；当然，您随后可以将这些断言移动到一些通用函数或全局范围内(最好)。

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PS:请查看std::array .它完全符合您的要求:

typedef std::array<float,8> SSVec;