c++ - 仅更改 const-ness 的指针转换可以调用未定义的行为吗？

Question

我偶然发现了一些看似正确的代码。它应该提供一个公共(public)的、不可变的指针，同时将可修改的非常量指针保持私有(private)。

奇怪的是，这段代码在 SN C++ 编译器(适用于 PlayStation 3)上出错，但在 GCC 上运行良好。在 SN C++ 上，data会指向虚假值，而 m_data将按预期工作。

有问题的代码:

#include <cstdint>

class Foo
{
   public:
      Foo() : data((const std::uint8_t* const&)m_data)
      {
         m_data = nullptr; // Set later in some other member function.
      }

      const std::uint8_t* const &data;

   private:
      std::uint8_t* m_data; 
};

这段代码是否调用了未定义的行为？据我所知，转换为这样的引用将转换 (const std::uint8_t* const&)m_data进入*reinterpret_cast<const std::uint8_t* const*>(&m_data) .

测试用例:

Foo* new_foo() { return new Foo; }

并查看生成的反汇编。请注意，它是具有 32 位长整数和指针的 64 位 PowerPC。

SN C++:ps3ppusnc -o test-sn.o -O3 -c test.cpp

0000000000000000 <._Z7new_foov>:
   0:   f8 21 ff 81     stdu    r1,-128(r1)     # ffffff80
   4:   7c 08 02 a6     mflr    r0
   8:   f8 01 00 90     std     r0,144(r1)      # 90
   c:   fb e1 00 78     std     r31,120(r1)     # 78
  10:   38 60 00 08     li      r3,8
  14:   3b e0 00 00     li      r31,0
  18:   48 00 00 01     bl      18 <._Z7new_foov+0x18>
  1c:   60 00 00 00     nop
  20:   2c 03 00 00     cmpwi   r3,0
  24:   41 82 00 38     beq     5c <._Z7new_foov+0x5c>
  28:   30 81 00 70     addic   r4,r1,112       # 70
  2c:   93 e3 00 04     stw     r31,4(r3) <-- Set m_data to r31 (0).
  30:   60 7f 00 00     ori     r31,r3,0
  34:   90 83 00 00     stw     r4,0(r3)  <-- Set data to r4 (r1 + 112 (On stack)?!)
  38:   63 e3 00 00     ori     r3,r31,0
  3c:   e8 01 00 90     ld      r0,144(r1)      # 90
  40:   7c 08 03 a6     mtlr    r0
  44:   eb e1 00 78     ld      r31,120(r1)     # 78
  48:   38 21 00 80     addi    r1,r1,128       # 80
  4c:   4e 80 00 20     blr

海湾合作委员会 4.1.1:ppu-lv2-g++ -o test-gcc.o -O3 -c test.cpp

0000000000000000 <._Z7new_foov>:
   0:   38 60 00 08     li      r3,8
   4:   7c 08 02 a6     mflr    r0
   8:   f8 21 ff 91     stdu    r1,-112(r1)     # ffffff90
   c:   f8 01 00 80     std     r0,128(r1)      # 80
  10:   48 00 00 01     bl      10 <._Z7new_foov+0x10>
  14:   60 00 00 00     nop
  18:   7c 69 1b 78     mr      r9,r3
  1c:   38 00 00 00     li      r0,0
  20:   39 63 00 04     addi    r11,r3,4 <-- Compute address of m_data
  24:   78 63 00 20     clrldi  r3,r3,32        # 20
  28:   90 09 00 04     stw     r0,4(r9) <-- Set m_data to r0 (0).
  2c:   e8 01 00 80     ld      r0,128(r1)      # 80
  30:   38 21 00 70     addi    r1,r1,112       # 70
  34:   91 69 00 00     stw     r11,0(r9) <-- Set data reference to m_data.
  38:   7c 08 03 a6     mtlr    r0
  3c:   4e 80 00 20     blr

Answer 1

您必须在 4.4/4(C++11)中与规范语言作斗争，但我相信 3.10/10 允许这样做。它说对象可能被别名为“类似于对象的动态类型的类型”。

此时对象的动态类型为std::uint8_t*，相似类型为const std::uint8_t* const。我认为。自己检查 4.4/4。

[更新:C++03 没有在 3.10/15 中提到“相似”类型，所以你可能在 C++03 上遇到了麻烦，这大概是 SNC 的工作方式。]

还有第二件事需要检查，即是否可以通过将引用 data 绑定(bind)到尚未初始化的对象 (m_data)。直觉上这似乎没问题，因为对未初始化的 m_data 的引用永远不会转换为右值。无论如何，它很容易修复。