c++ - 当这些对象具有相同的二进制表示时，将两个不相关的对象 vector `reinterpret_cast` 是否安全？

Question

我有围绕 int 的新类型，以及包含这些新类型的类。

class IndexA {
    int i;
};
class A {
    IndexA index;
};

// this mimic exactly the hierarchy of `A`
struct IndexB {
    int i;
};
struct B {
    IndexB index;
};

鉴于 A和 B共享完全相同的二进制布局，以下代码是否包含未定义的行为或是否安全？

std::vector<A> vfoo {...};
std::vector<B> vbar {
    std::move(
        reinterpret_cast<std::vector<B>&>(vfoo)
    )
};

我希望能够从 std::vector<A> 进行零复制移动转换至std::vector<B> .有可能吗？

在我的代码中:

• A和 B实际上只是 int 的包装，因此它们具有完全相同的二进制表示。
• 结构体A仅包含 IndexA 的混合, std::optional<IndexA> , std::variant<IndexA, other types like IndexA> , 或 std::vector<IndexA or std::optional<IndexA>, …> .我认为我可以假设它们具有相同的表示形式。
• B是 A 的严格拷贝，其中 IndexA 的每个实例替换为 IndexB .字段顺序保持不变。

Answer 1

Is it safe to reinterpret_cast two unrelated vector of objects when those objects have the same binary representation?

不，这不安全。示例程序的行为未定义。

I would have liked to be able to do a zero copy move transformation from std::vector<A> to std::vector<B>. Is it possible?

不，这是不可能的。

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您可以做的并且有点接近您正在尝试的事情是拥有这些类型的 union vector :

union IndexAB {
    IndexA A;
    IndexB B;
};

std::vector<IndexAB> vfoo {...};
for (IndexAB& u : vfoo) {
    std::cout << u.A.i;
    u.B.i = 42;
}

是否 A或 B union 成员被激活没关系。无论如何，我们都可以访问任何一个成员。

请注意，这通常不适用于所有 union ，而仅适用于标准布局结构的这种特殊情况，特别是其公共(public)初始序列中的成员。