c++ - 将指针转换为指针引用会导致未定义的行为吗？

Question

我遇到了以下丑陋的代码，想知道标准对此有何规定。调用 foo() 是否被认为会导致未定义的行为？或者它是无害的？

#include <iostream>

class Base {};
class Derived : public Base {};

void foo(Base *&b)
{
  std::cout << "foo" << std::endl;
}

int main()
{
  Derived *der = new Derived();

  foo((Base *&)der);

  return 0;
}

我相信丑陋的 c-cast 已经完成，因为简单的 (Base *) cast 会导致编译错误。即便如此，它现在编译是否只是因为严格的别名？还是标准允许转换为引用？

Answer 1

这是相当 UB，因为您有效地重新解释派生指针作为基指针。原因是您没有将 Derived 指针转换为 Base 指针，而是将 T& 转换为 U& - 虽然 T 和 U 具有相同的大小和对齐方式(都是对象指针类型)，但它们不是 static_cast-能够相互融合。这反过来又要求 C 风格的强制转换表现为 reinterpret_cast。

虽然它通常 (tm) 在您的情况下实际工作(基础子对象位于派生对象的索引 0 处)，但当您使用多重继承或虚拟继承时，预计它会 (tm) 失败。

通过执行以下操作可以很容易地达到预期的效果:

Derived* der = new Derived();
Base* base = der; // conversion to base
foo(base);
der = static_cast<Derived*>(base); // assumes that whatever base points to now is also (derived from) Derived

请注意，一般来说，在强制转换中使用引用不是问题。例如:

Derived derived;
Base& base = static_cast<Base&>(derived); // equivalent to *static_cast<Base*>(&derived)