如何键入 - 将数量数组增加到基础类型？

Question

我正在构建一个动态动画和渲染系统,我想使用Boost.Units来表示物理量,以获得良好的尺寸安全性.但是,我必须将数量数组传递给对Boost一无所知的函数,例如:

• OpenGL缓冲区填充命令.这些只需要a const void *并期望在解除引用时找到一个float或一个数组double.他们读了数据.

• 线性代数函数(例如gemm或gesv)来自BLAS和LAPACK的不同实现.这些通常采用a float *或double *给定的数组.它们都可以读取和写入数据.

我知道boost::units::quantity<U, T>有一个const T& value()成员可以直接引用所包含的T值.我还验证了a boost::units::quantity<U, T>是一个标准布局结构,只有一个类型的非静态数据成员T.

所以,让我们假设a boost::units::quantity<U, T> q,以下成立:

• static_cast<const void*>(&q) == static_cast<const void*>(&q.value())
• sizeof(q) == sizeof(T)

我的问题是:给定一个数组boost::units::quantity<U, T> a[100];,是否安全:

1. 传递&a[0].value()给一个期望T在地址读取100个类型对象的数组的函数？

2. 传递reinterpret_cast<T*>(&a[0])给一个函数,该函数将T在地址处写入100个连续的类型值？

我很清楚这可能是未定义的行为,但是现在我必须遵循"实用性节拍纯度" ⁽¹⁾原则.即使这是UB,它是否会做出预期的事情,还是会以不可预见的方式咬人？因为这可能是编译器特定的:我需要这个用于现代MSVC(来自VS 2015).

如果这不安全,有没有办法真正安全地做到这一点？"this"指的是"使用带有OpenGL的Boost.Units和只有C接口的数字处理程序",而不会不必要地复制数据.

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⁽¹⁾改编自Python的禅宗.

Answer 1

是的，这看起来像是你可以做的事情。

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不过，有一件事您没有提到，应该添加到要检查的条件列表中：包装金额类型的对齐方式应与基础类型的对齐方式相匹配。（看alignof）。

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因此，在实践中，我只会使用一些 static_asserts\xc2\xb9 来编写这样的代码，以保护使重新解释有效的假设。

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如果添加 T 与此相同的断言remove_cv_t<decltype(q.value())>应该是可靠的。

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有了这些预防措施，就不应该有 UB，而应该只有 IB（实现定义的行为），因为您的特定平台上的reinterpret_cast 的语义。

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\xc2\xb9 或许调试断言&q.value() == &q

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