C++で同じメモリレイアウトにする必要があるオブジェクトへのキャストを再解析するのは危険ですか？

Question

私は、任意のものを可能な限り無痛でテキストに変換する一連の関数テンプレートを書いています。例えば、 print(std::pair<int, int> {13, 1});は{13, 1}と長い

std::vector<std::tuple<double, std::string>> vect; 
for(int i=0;i<3;++i) { 
    double root = sqrt(i); 
    vect.push_back({root, "sqrt " + std::to_string(i) }); 
} 
print(vect); 

ウィル出力のようなものを出力します：{ {0, "sqrt 0" }, {1, "sqrt 1"}, {1.41421, "sqrt 2"} }

のは、私は、次の構造体があるとしましょう：

struct point { int x, y; }; 

それはのようなものを書くことはどのように危険です次のコードですか？

std::vector<point> my_points; 
//Add points into my_points; 
print(reinterpret_cast<const std::vector<std::pair<int, int>>&>(my_points)); 

これは、GCCでコンパイルし、私は、誰かがコードを移植しようとした場合、それは失敗する可能性が心配ですが、それは、予想される出力を生成します。

Answer 1

まず、dynamic_castをコードに一度も呼び出さないため、ここでは動的キャスティングを行っていません。あなたがここでやっているのはc-castによって作られたreinterpet_castです。

第2に、いいえ、それは安全ではなく、多くのレベルで未定義の動作です。

Answer 2

非常に危険です。あなたは未定義の振る舞いをしているstd::vector<std::pair<int, int>>およびstd::vector<Point>は、互いに関係のない完全に、区切りのクラスである。 1つを別のものに再解釈することは未定義の動作です。

実際、標準で定義されている場合がありますが、これはうまくいかない場合があります。 std::vector<char>をstd::vector<bool>にキャストしてみてください。 charとboolのサイズが同じであっても、両方のベクターは互換性がありません。

あなたがバッファをコピーしないようにしたい場合は、テンプレートを使用することを検討してください：

template<typename T> 
void print(const std::vector<T>& vec) { 
    // ... 
} 

さらに良いことに、ベクトルを強制しないでください。あなたはstd::array<Point, n>を持っている場合、あなたはあなたの機能が動作する場合があります

template<typename T> 
void print(const T& range) { 
    // ... 
} 

Answer 3

代わりstd::vector<T>を渡すのは、次の2つのconst T*、1 const T*と長さ、または二つのポインタの構造体を渡すことができます。

ここで、特殊化（ケースstd::vector<bool>、Why is vector<bool> not a STL container?を参照）が行われていないことがわかりました。また、連続したTのメモリがあることもわかります。今は、あなたが知っていることを提供その

1. Foo sおよびBarの持っているとまったく同じレイアウト（配置、大きさ）機能がある場合（振る舞いを使用
2. Foo sおよびBarシェアf(Foo)であり、その関数をprintで使用すると、意味的に同一の関数f(Bar)も存在する必要があります）。より理論的な定式化は、Fooはfに関してBarに相当します。

その後、それは安全でなければなりませんが、コンパイラは実際に（2）をチェックすることはできませんので、あなたは、自分です。

ある

struct PointXY{float x;float y;}; 

struct PointYX{float y;float x;}; 

float inner_product(PointXY p1,PointXY p2) 
    {return p1.x*p2.x + p1.y*p2.y;} 

float inner_product_with_important_y(PointXY p1,PointXY p2) 
    {return 0.5f*(p1.x*p2.x + 4.0f*p1.y*p2.y);} 

、あなたが安全に、両方が（1）と（2）が満たされているPointXYとPointYX（任意の組み合わせでinner_productを呼び出すことができます。例として、ポイントの2つのバージョンを取る（float代わりintを使用することができます） ）が、異方性バージョンを呼び出すとすぐに間違った結果が得られます（（1）は実行されますが、（2）は実行されません）。