将指针/引用转换为固定数组大小是否合法

Question

根据 C++ 标准，将指向固定数组（例如T(*)[N]或T(&)[N]）的指针或引用转换为指向相同类型和 CV 限定（例如T(*)[M]或T(&)[M]）的较小固定数组的指针或引用是否合法？

基本上，对于T（无论布局类型）的所有实例化，这是否总是格式良好的：

void consume(T(&array)[2]);

void receive(T(&array)[6])
{
  consume(reinterpret_cast<T(&)[2]>(array));   
}

我没有看到任何对这是有效转换的引用：

• expr.reinterpret.cast,
• expr.static.cast,
• conv.array， 甚至
• basic.types

然而，似乎所有主要编译器都接受这一点并生成正确的代码，即使在使用T = std::string( compiler explorer)时进行了优化（^{如果它是未定义的行为，这证明不是很多）}。

我的理解是，根据类型系统，这应该是非法的，因为T[2]从未真正创建过对象，这意味着对的引用T(&)[2]将是无效的。

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我将这个问题标记为c++11，因为这是我对答案最感兴趣的版本，但我很想知道这个答案在较新版本中是否有所不同。

Answer 1

除了no，在任何语言版本中，这里没什么好说的：类型根本不相关。C++20 确实允许从T (*)[N]to转换T (*)[]（对于引用也是如此），但这并不意味着您可以N等效地对待两个不同的s。最接近此规则的“引用”是 [conv.array]/1（“结果是指向数组第一个元素的指针。”，T[2]在您的示例中不存在）和[defns.undefined] 中的注释（“当本文档省略任何明确的行为定义时，可能会出现未定义的行为”）。

编译器没有“抓住”你的部分原因是这样的reinterpret_casts可以有效地返回到一个对象的真实类型，然后另一个reinterpret_cast用于通过一个需要指针或对不同类型的引用的接口“偷偷摸摸”它（但不使用它作为那种类型！）。这意味着给定的代码是合法的，但是明显的 forconsume和 caller for定义receive会一起导致未定义的行为。（另一部分是优化器通常会单独留下始终未定义的代码，除非它可以消除分支。）