将 C cstyle 数组视为 std::array

Question

是否有任何安全且符合标准的方法可以将 C 样式数组视为 std::array 而无需将数据复制到新的 std::array 中？

这显然不能编译，但这是我想要的效果（我的实际使用更复杂，但这个简短的示例应该显示我想要做什么）。我猜 reinterpret_cast 会“工作”但可能不安全？

#include <array>

int main()
{
    int data[] = {1, 2, 3, 4, 5};

    // This next line is the important one, treating an existing array as a std::array
    std::array<int, 5>& a = data;
}

感觉这应该是可能的，因为数据应该以相同的方式存储。

编辑：要明确的是，我不想清除新的 std::array，我想将现有数据称为一个。

Answer 1

如本文所述 Is std::array<T, S> guaranteed to be POD if T is POD?

std::array<int, N> 是 POD，因此是标准布局。据我了解标准布局要求，这意味着指向对象的指针与指向第一个成员的指针相同。由于 std::array 没有私有/受保护成员（根据http://en.cppreference.com/w/cpp/container/array），这应该与包装数组中的第一个元素一致。因此像

reinterpret_cast< std::array<int, 5>* >( &data )

在我看来，可以保证按标准工作。不过，我必须承认，有时我在解释标准语言时有困难，所以如果我错了，请纠正我。

问候 克拉斯

Answer 2

你不能那样做。 std::array 是一个聚合并保存自己的数据块（而不是指向可以轻松重新分配的数据块的指针）。所以没有办法避免所有元素的副本。在 C++11 中这一点尤为重要，因为数组的数据无法移动，因此没有高效的 std::swap 函数，例如。

Answer 3

您可以使用 reinterpret_cast，但是请注意，这是一个丑陋的肮脏 hack，您不应该在您的真实发布代码中做这样的事情：

std::array<int, 5> &a = reinterpret_cast<std::array<int, 5>&>(data);

如果 std::array 的内部实现发生变化，可能会出现问题（例如，在 STL 的调试版本中将添加一些额外的字段来进行一些运行时检查）。然后这段代码将在没有任何信息性消息的情况下开始崩溃（因为它基于一个隐含的假设，即 std::array 对象和 C 数组具有相同的内存布局）。

如果您仍然决定使用丑陋的脏 hack，至少添加一个编译时大小检查：

    C_ASSERT(sizeof(a) == sizeof(data));

如果 std::array 的大小不再匹配 C 数组的大小（由于 STL 实现中的一些更改），这将产生错误。