从整数值到指针的安全转换[重复]

Question

如何安全地将无符号整数值（例如uint32_t、uint64_t）转换为特定类型的指针？

例如我有：

using my_uint32_t = unsigned int;
using my_uint64_t = unsigned long long;

struct Sample {
    my_uint32_t address;
    my_uint64_t address_64;
};

Sample sample; /* Just for reference here */

struct TargetStruct {
   /* Some member variables goes here */
   ...
};

目标是访问分别存在于Sample.address 或Sample.address64 的TargetStruct 类型的对象。

我尝试使用：

TargetStruct * target = reinterpret_cast<TargetStruct *>( sample );

它有效，但安全吗？我知道规则说reinterpret_cast 应避免不安全，但有没有其他方法可以使其安全？

我无法查看我的“输入”——Sample 结构和它的内容——它只是简单地给出，但我必须以这种安全的方式使用存储在其中的数据......

我正在使用 C++20，所以我将避免使用 C 风格的强制转换...

Answer 1

如何安全地将无符号整数值（例如 uint32_t、uint64_t）转换为特定类型的指针？

首先将整数转换为std::uintptr_t。此整数类型保证足够大以表示对象指针。 std::uintptr_t 然后可以重新解释为指针。

请注意，最初通过重新解释有效指针获得整数（足够大小）是唯一一种标准指定从整数到指针的转换结果值的情况。即：原来的指针值被复制出来了。

一个安全的例子：

int x;         // some object
int* ptr = &x; // pointer to that object
std::uintptr_t reinterpreted = reinterpret_cast<std::uintptr_t>(ptr);
// following sanity check might fail in theory on systems
// where pointer is larger than 64 bits
assert(reinterpreted <= std::numeric_limits<my_uint64_t>::max());
my_uint64_t reinterpreted64 = reinterpreted;
// now we have a pointer in my_uint64_t

// conversion back
std::uintptr_t reinterpreted2 = reinterpreted64;
int* ptr_again = reinterpret_cast<int*>(reinterpreted2);
assert(ptr == ptr_again); // this is guaranteed to pass