错误从bool *转换为void *到int *

问题描述

通常在C ++中，一个参数void* user_data可以用于传递任意类型。

我用它来传递布尔数组。但是，我在从bool*-> void*-> int*进行转换时遇到了一个错误，结果很奇怪。这是一个例子。

#include <iostream>

int main() {
    bool test[2] = { };
    void *ptr = static_cast<void*>(test);
    std::cout << static_cast<bool*>(ptr)[0] << '\n';
    std::cout << static_cast<int*>(ptr)[0] << '\n';
    std::cout << static_cast<int>(test[0]) << '\n';
}

输出：

$ g++ int_bool.cpp 
$ ./a.out 
0
-620756992
0

有人可以向我解释问题是什么吗？通常，当我从bool转换为int时，没有问题：false映射为0，true映射为1。显然，这里不是这种情况。

解决方法

static_cast<int*>(ptr)[0]将ptr强制转换为int*并读取第一个元素。由于原始数组只有2个字节，因此您正在外部读取（因为您正在读取4个字节的int）并调用未定义的行为，除非您的int是2个字节的类型系统。通过使用另一个也会调用UB的指针类型访问类型，您也违反了strict aliasing rule。此外，如果bool数组不是properly aligned，您将获得UB。在x86上，这不会造成任何问题，因为默认情况下，x86允许未对齐的访问，但是在大多数其他体系结构上您会遇到段错误。

static_cast<int>(test[0]) OTOH将test[0]（是bool）转换为int，这是完全有效的值转换。

更新：

类型int*指向对象长度为4个字节的指针，而bool*指向对象长度为2个字节的指针

不。当取消引用变量var时，将从该地址开始的内存中读取长度为sizeof(var)的内存，并将其视为该变量的值。因此*bool_ptr将从内存中读取1个字节，*int_ptr从内存中读取4个字节（如果bool和int分别是1和4字节类型）

在您的情况下，bool数组包含2个字节，因此从static_cast<int*>(ptr)读取4个字节时，数组内部2个字节和2个字节 outside 读取数组。如果您声明了bool test[4] = {};（或更多元素），您将看到int*取消引用成功完成，因为它读取了属于您的所有4个布尔值，但是您仍然会遇到不对齐问题

现在尝试将布尔值更改为 nonzero 并查看

bool test[4] = { true,false,true,false };

您将很快意识到，将指针强制转换为其他类型的指针并不是在旧类型中的简单读取，而是像简单的值转换（即强制转换）那样转换为新类型，而是不同的“内存处理” 。本质上，这只是一个reinterpret_cast，您可以阅读该书以了解有关此问题的更多信息

我不明白您对char*的看法。您是说从任何类型强制转换为char*都是有效的吗？

将

从任何其他指针类型投射到char*是有效的。阅读上面有关严格别名规则的问题：

您可以使用char*来代替系统的单词来别名。规则允许char*（包括signed char和unsigned char）的例外。始终假定char*为其他类型的别名。

它用于诸如memcpy之类的事情，其中您将代表一种类型的字节复制到另一个目的地

bool test[4] = { true,true };
int v;
memcpy((char*)&test,(char*)&v,sizeof v);

从技术上mempcy收到void*，到char*的演员仅用于演示

另请参见

c++strict-aliasing void-pointers