我可以在C++中安全地将浮点数结构转换为浮点数组吗？

Question

例如,我有这个结构

struct  A {
    float x;
    float y;
    float z;
};

我可以这样做吗？A a; float* array = (float*)&a; 并使用as float数组？

Answer 1

不,类型转换struct为数组不起作用.允许编译器在成员之间添加填充.

数组之间没有填充.

注意:没有什么可以阻止你进行转换,但是,在转换后使用值会导致未定义的行为.

Answer 2

实际上,是的,你可以做到这一点,它将适用于所有最常用的架构和编译器.

请参阅维基百科上的"x86上C结构的典型对齐"部分.

更多细节:

• 浮点数是4个字节,不会插入填充(几乎在所有情况下).

• 大多数编译器也可以选择指定结构的打包,你可以强制不插入填充(即Visual Studio中的#pragma pack)

• 数组保证在内存中是连续的.

你能保证它能在所有编译器中使用世界上所有的CPU吗？不..但我肯定希望看到一个失败的平台:)

编辑:static_assert(sizeof(A) == 3*sizeof(float))如果有填充字节,添加将使此代码无法编译.那么你将确保它在编译时有效.

Answer 3

这是一种严格的别名违规,简单明了.除了第一个元素之外,对该指针的任何访问都是未定义的行为.而在更复杂的情况下,无论您访问哪个元素,它都只是简单的未定义行为.

如果需要数组,请使用数组.std::array也有for的重载std::get,所以你可以使用它来命名每个单独的数组成员:

using A = std::array<float, 3>;

enum AElement { X, Y, Z };

int main() {
  A a;
  get<X>(a) = 3.0f; // sets X;

  float* array = a.data(); // perfectly well defined
}

Answer 4

对于g ++,您可以使用struct的属性,如下所示:

struct  A {
    float x;
    float y;
    float z;
}__attribute__((__packed__));

它禁用了struct alignment.