用 constexpr 中的联合替换 reinterpret_cast - 好主意吗？

Question

我正在使用此代码将指针转换为size_t，它用于::std::hash 函数中，该函数应在编译时散列给定指针，并且由于reinterpret_casts 不允许在constexpr 中使用，我想出了以下解决方案，它按预期工作，但我想知道这是否可以被认为是一个好主意。 如果你能给我一些关于这段代码的可移植性的指示，那也很棒。

union {
   size_t datr;
   void* pointer;
} dummy{.pointer = (void*) somePointer};
size_t pointerAsAsize_t = dummy.datr; // how portable is this?

有没有更好的解决方案——如上所述，我想创建一个在编译时运行的::std::hash<some_pointer*>。

Answer 1

如果您尝试在常量表达式上下文中执行该操作（即：当编译器在编译时强制调用您的代码，例如导致数组大小或模板参数的表达式），您会发现它不会编译。 Constexpr 执行要求任何会在编译时引起 UB 的东西都是格式错误的。而且由于您的代码会引发 UB（通过访问未激活的联合成员），因此它将无法编译。

All three major compilers will fail on this 在常量表达式上下文中。 MSVC（令人惊讶）给出了最好、最直接的错误信息：

(13)：错误 C2131：表达式未计算为常量
(9): 注意：失败是由于访问了一个非活动的联合体成员
(9): 注意：见'foo::Foo::integer'的用法

您的代码可能“按预期工作”只是因为您在编译器不必在编译时执行它时调用它。鉴于 GCC/Clang 的错误，如果您将它用作堆栈上数组的数组大小，它可能会调用 GCC/Clang 的可变长度数组语言扩展。如果您将其关闭，您的代码可能无法编译。我的示例使它成为一个全局数组，它不允许 VLA。

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有没有更好的办法

不。如果您提供指针（或包含指针的类型）作为源或目标，即使 C++20's bit_cast 也不会是 constexpr。编译时指针是真实的东西，不仅仅是代表地址的数字；在编译时将它们转换为整数根本不是合理的活动。

编译时指针必须指向编译时存在的东西。 没有办法知道它们将指向运行时的位置。因此，散列指针（甚至是指向静态/全局对象的指针）的编译时值的想法从一开始就注定要失败。

Answer 2

我认为在大多数平台上，这段代码都可以工作，但形式上它不能。 size_t 是一个无符号类型，用于保存结果 sizeof(xxx) 构造。不能保证它足够大来存储指针。您可以添加static_assert(sizeof(size_t) == sizeof(void*),"") 或使用std::intptr_t（如果您的库中有）。