【问题标题】:Can I convert a pointer to member function to a char array and back using reinterpret_cast?我可以使用 reinterpret_cast 将指向成员函数的指针转换为 char 数组并返回吗?
【发布时间】:2013-02-15 17:06:38
【问题描述】:

我有一些看起来像这样的代码:

char member_data[16];

template<typename T>
void set(void (T::*member)(void)) {
    memcpy(member_data, (char*) &member, sizeof(member));
}

template<typename T>
void (T::*)(void) get() {
    void (T::*member)(void);
    memcpy((char*) &member, member_data, sizeof(member));
    return member;
}

在完整的上下文中,我可以确定set 始终使用与以下get 相同的类型。

可以安全地重写它以使用reinterpret_cast吗?

编辑:

这段代码和上面做的一样吗?

char member_data[16];

template<typename T>
using member_func = void (T::*)();

template<typename T>
void set(member_func<T> member) {
    reinterpret_cast<member_func<T>&>(member_data) = member;
}

template<typename T>
member_func<T> get() {
    return reinterpret_cast<member_func<T>&>(member_data));
}

Seems to work

【问题讨论】:

  • 这似乎有风险memcpy(member_data, (char*) &amp;member, sizeof(member)); 例如如果 T 是字符
  • @claptrap: T 不能是字符,因为char::* 不能存在。

标签: c++ c++11 reinterpret-cast


【解决方案1】:

您编辑部分中的版本无效:您无法像任何其他类型一样访问 任意 char 数组。通过使用std::aligned_storage&lt;..&gt; 而不是普通的char 数组,可能以有效的方式实现类似的效果。

如果member_data 被声明为

std::aligned_storage<sizeof(member_func<T>), alignof(member_func<T>)>::type member_data;

或(基本上等价)

alignas(member_func<T>) char member_data[sizeof(member_func<T>)];

那么您的reinterpret_cast&lt;..&gt; 方法应该确实有效。您可以尝试使用任何固定的member_func&lt;some_class&gt;,而不是依赖于模板参数的sizeofalignof 表达式。对于指向不同类的成员函数的指针,实现具有不同大小或对齐要求的可能性很小。如果您想真正安全,请使用静态断言进行检查。

可以安全地重写它以使用 reinterpret_cast 吗?

除了编辑中描述的内容外,您可以直接转换成员函数指针,如 reinterpret_cast&lt;SomeType&gt;(member),前提是 SomeType 也是指向成员的指针类型。因此,您可以选择一种指向成员函数的指针类型作为“通用成员函数指针存储”,如果您对该值所做的只是将其转换回原始成员指针类型。

您不能将指向成员的指针转换为指向对象的指针(反之亦然)。

在这两种情况下,您的代码都是不安全的,因为如果sizeof (void (T::*)()) &gt; 16,它将超出member_data 缓冲区。

顺便说一句:第一个代码示例已经确实使用了reinterpret_cast:从void (T::**)()(char*) 的旧式转换已经相当于reinterpret_cast ;-)

【讨论】:

  • 我可能会在其中粘贴static_assert 以验证sizeof (void (T::*)()) &lt;= 16。此外,get 中有一个错字 - 不应该溢出。
  • @Eric:在您的原始代码中,&lt;= 是不够的,因为您在 memcpy 中使用了两种不同的尺寸。如果您为存储建立足够的对齐方式,则可以使reinterpret_cast 方法起作用。请参阅我编辑的帖子的第一部分。
  • 使用reinterpret_cast&lt;...&gt; 是在告诉编译器“我知道我在做什么”,因此不太可能出现编译器错误。这取决于平台和实现,如果您违反对齐约束 - 如果您这样做,行为是未定义的。在某些平台上,对齐违规只会减慢您的代码在其他平台上的速度,它们会导致运行时崩溃(通常类似于“总线错误”)。
  • 如果aligned_storage 与默认的第二个模板参数一起使用,它将使用给定大小的对象所需的最大对齐值。 sizeof(aligned_storage&lt;anysize, alignmentx&gt;) &gt;= alignmentx 也是这种情况,因为 sizeof 包含在数组中使用该类型所需的填充(其中每个元素都需要满足对齐约束)。如果您的实现类型为 size alignof 为 16,则可以解释您的结果。也许有些实现只是简单地使用它们对任何类型的最大对齐要求作为默认值。
  • @Void:在这种情况下它等价于reinterpret_cast
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