将指针传递给不相关但兼容的类型数组而不复制？

Question

（免责声明：在这一点上，这主要是学术兴趣。）

想象一下我有这样一个外部接口，也就是我不控制它的代码：

// Provided externally: Cannot (easily) change this:

// fill buffer with n floats:
void data_source_external(float* pDataOut, size_t n);

// send n data words from pDataIn:
void data_sink_external(const uint32_t* pDataIn, size_t n);

是否可以在标准 C++ 中在这两个接口之间“移动”/“流式传输”数据而无需复制？

也就是说，有什么方法可以使以下内容成为非 UB，而无需在两个正确类型的缓冲区之间复制数据？

int main()
{
  constexpr size_t n = 64;
  float fbuffer[n];
  data_source_external(fbuffer, n);

  // These hold and can be checked statically:
  static_assert(sizeof(float) == sizeof(uint32_t), "same size");
  static_assert(alignof(float) == alignof(uint32_t), "same alignment");
  static_assert(std::numeric_limits<float>::is_iec559 == true, "IEEE 754");
  
  // This is clearly UB. Any way to make this work without copying the data?
  const uint32_t* buffer_alias = static_cast<uint32_t*>(static_cast<void*>(fbuffer));

  // **Note**: 
  // + reinterpret_cast would also be UB.

  data_sink_external(buffer_alias, n);
  // ...

---

据我所知，以下将是定义的行为，至少在严格别名方面：

...
uint32_t ibuffer[n];
std::memcpy(ibuffer, fbuffer, n * sizeof(uint32_t));
data_sink_external(ibuffer, n);

但鉴于ibuffer 与fbuffer 具有完全相同的位，这似乎很疯狂。

或者我们会expect optimizing compilers to optimize 甚至这个副本吗？ （在一个现已删除的类似评论的答案中，用户发布了一个godbolt link，这似乎表明，至少乍一看，clang 11 确实能够优化 memcpy。）

Answer 1

我没有测试也不能发表评论（因为没有足够的声誉）。但是 reinterpret_cast 在这种情况下可能会有所帮助。

Documentation

基本上它告诉编译器，嘿把这个指针当作是强制转换中的指定类型。