联合类型的数组可以转换为活动类型的指针吗？

Question

给定一个union类型的数组，如果满足以下条件：

• 数组中每个union的活动成员都是一样的，
• sizeofunion中的每个成员都是一样的，并且
• alignofunion中的每个成员都是一样的
• （可能）联合满足StandardLayoutType 的要求

那么以下操作是否安全：

1. 将此数组转换为活动类型的指针（目的是将其作为活动类型的数组寻址）
2. 解决上述数组的第一个元素以外的任何内容？
3. 假设 1 和 2 是可能的；这适用于非标准布局类型吗？

例如，考虑以下代码段：

template<typename T, typename U>
union storage_type
{
    T value0;
    U value1;
};

static_assert( sizeof(int) == sizeof(float), "" );
static_assert( alignof(int) == alignof(float), "" );

storage_type<int,float> storage[] = { {1}, {2}, {3} };

// the active type of all storage_type is 'int', so cast to int*
// to be treated as an array of ints

auto* array = reinterpret_cast<int*>(&storage[0]);

assert( array[0] == 1 );
assert( array[1] == 2 );
assert( array[2] == 3 );

我对 C++ 标准对这种情况的明确规定很感兴趣。我知道StandardLayoutTypes 可以安全地转换为结构的第一个成员或联合的活动元素，所以我怀疑我的第一个转换是安全的；但我不确定这是否适用于数组，并将其视为活动类型的数组。

我尝试在 SO 和 C++ 标准（N4660 C++17 草案）上进行一些搜索——但我没有任何运气

注意：由于编译器具有 C 兼容性，这个问题不是关于这是否会在实践中工作；这是一个严格的问题，它是否调用 C++ 中的 UB，以及它是否违反严格的别名规则。

Answer 1

理论上，这可能会失败。按照标准：

联合的大小足以包含其最大的数据成员。

因此，理论上，sizeof(my_union) 和 sizeof(largest_member) 可能不同。

如果你的 static_assert() 是一样的，那么：

int* array = &storage[0].value0;

... 这样做了，由于数组索引的工作原理，您无需 UB。