为什么这个reinterpret_cast没有编译？

Question

我明白这reinterpret_cast很危险,我只是这样做来测试它.我有以下代码:

int x = 0;
double y = reinterpret_cast<double>(x);

当我尝试编译程序时,它给我一个错误说

从'float'类型转换为'double'类型无效

这是怎么回事？我认为reinterpret_cast是你可以用来将苹果转换为潜艇的流氓演员,为什么这个简单的演员不会编译？

Answer 1

通过将y指定给转换返回的值x,您实际上并未转换该值,而是转换它.也就是说,y不指向x并假装它指向浮动.转换构造一个新的类型值,float并从中赋值x.有几种方法可以在C++中进行这种转换,其中包括:

int main()
{
    int x = 42;
    float f = static_cast<float>(x);
    float f2 = (float)x;
    float f3 = float(x);
    float f4 = x;
    return 0;
}

唯一真正的区别是最后一个(隐式转换)将在更高的警告级别上生成编译器诊断.但它们在功能上都是相同的 - 在很多情况下实际上是相同的东西,就像在相同的机器代码中一样.

现在,如果你真的想假装它x是一个浮点数,那么你真的想要x通过这样做来强制转换:

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int x = 42;
    float* pf = reinterpret_cast<float*>(&x);
    (*pf)++;
    cout << *pf;
    return 0;
}

你可以看出这是多么危险.事实上,我在我的机器上运行时的输出是1,绝对不是42 + 1.

Answer 2

在C++ reinterpret_cast中,只能执行一组特定的转换,这些转换在语言规范中明确列出.简而言之,reinterpret_cast只能执行指针到指针的转换和引用到引用的转换(加上指针到整数和整数到指针的转换).这与演员名称中表达的意图一致:它旨在用于指针/引用重新解释.

你要做的不是重新解释.如果要将inta 重新解释为double必须将其转换为引用类型

double y = reinterpret_cast<double&>(x); 

虽然等效的基于指针的重新解释可能更明确

double y = *reinterpret_cast<double*>(&x); // same as above

但请注意,虽然reinterpret_cast可以转换引用/指针类型,但实际尝试通过结果引用/指针读取数据会产生未定义的行为.

在任何情况下这一点,当然也没有多大意义的平台上int和double不同大小的(因为在较大的情况下,double你会读超出所占用的内存x).

所以,最终归结为你想要实现的目标.记忆重新解释？往上看.某种更有意义int,以double转换？如果是这样,reinterpret_cast在这里不会帮助你.

Answer 3

reinterpret_cast不是一般演员.根据C++ 03规范第5.2.10.1节:

下面列出了可以使用reinterpret_cast显式执行的转换.使用reinterpret_cast不能显式执行其他转换.

并且没有列出任何描述在积分和浮点类型之间转换(或在整数类型之间转换,甚至这是非法的reinterpret_cast<long>(int(3));)

Answer 4

如果您尝试将您的位转换int为a的表示double,则需要转换地址而不是值.您还必须确保尺寸匹配:

uint64_t x = 0x4045000000000000;
double y = *reinterpret_cast<double *>(&x);

Answer 5

编译器会拒绝你所写的无稽之谈，因为int并double可能与不同大小的物体。您可以通过这种方式实现相同的效果，尽管这肯定是危险的：

int x = 0;
double y = *reinterpret_cast<double*>(&x);

这是潜在的危险，因为如果x和y是不同的大小（假设int是四个字节和double八个字节）那么当您取消引用八个字节的内存&x以填充时，y您将访问四个字节x和四个字节......无论接下来发生什么在内存中（可能是 的开始y，或垃圾，或其他完全不同的东西。）

如果要将整数转换为双精度数，请使用 astatic_cast它将执行转换。

如果要访问 的位模式x，请转换为一些方便的指针类型（例如，byte*）并访问最多sizeof(int) / sizeof(byte)：

byte* p = reinterpret_cast<byte*>(&x);
for (size_t i = 0; i < sizeof(int); i++) {
  // do something with p[i]
}

Answer 6

重新解释强制转换允许您将内存块重新解释为不同的类型。这必须在指针或引用上执行：

int x = 1;
float & f = reinterpret_cast<float&>(x);
assert( static_cast<float>(x) != f );   // !!

另一件事是，它实际上是一个非常危险的转换，不仅因为结果出现奇怪的值，或者上面的断言没有失败，而且因为如果类型的大小不同，并且您从“源”重新解释为“目标”类型，对重新解释的引用/指针的任何操作都将访问sizeof(destination)字节。如果sizeof(destination)>sizeof(source)这将超出实际的变量内存，可能会杀死您的应用程序或覆盖除源或目标之外的其他变量：

struct test {
   int x;
   int y;
};
test t = { 10, 20 };
double & d = reinterpret_cast<double&>( t.x );
d = 1.0/3.0;
assert( t.x != 10 ); // most probably at least.
assert( t.y != 20 );