强制转换指针类型的正确方法

Question

考虑以下代码（以及

VirtualAlloc()

返回

void*

的事实）：

BYTE* pbNext = reinterpret_cast<BYTE*>(
    VirtualAlloc(NULL, cbAlloc, MEM_COMMIT, PAGE_READWRITE));

为什么选择

reinterpret_cast

而不是

static_cast

？

我曾经认为

reinterpret_cast

对于例如将指针转换为整数类型（例如

DWORD_PTR

），但从

void*

转换为

BYTE*

，

static_cast

不好吗？

在这种特殊情况下是否有任何（微妙的？）差异，或者它们只是有效的指针转换？

C++ 标准是否对这种情况有偏好，建议一种方法而不是另一种方法？

Answer 1

对于基本类型的可转换指针，两种强制转换具有相同的含义；所以你是对的，

static_cast

没问题。

在某些指针类型之间进行转换时，指针中保存的特定内存地址可能需要更改。

这就是两个演员阵容的不同之处。

static_cast

会做出适当的调整。

reinterpret_cast

不会。

因此，指针类型之间的

static_cast

是一个很好的一般规则，除非您知道需要

reinterpret_cast

。

Answer 2

你应该

static_cast

。 如果要撤消隐式转换，请使用

static_cast

。

但是，在这种特殊情况下，没有区别，因为您是从

void*

转换的。但一般来说，两个对象指针之间的

reinterpret_cast

定义为 (§5.2.10/7):

对象指针可以显式转换为不同类型的对象指针。当“指向

v

”类型的纯右值

T1

转换为“指向 cv

T2

”的指针时，如果 static_cast<cv T2*>(static_cast<cv void*>(v))

 和 

T1 都是标准布局，则

结果为 

T2

T2

的类型和对齐要求并不比

T1

更严格，或者如果任一类型是

void

。将“指向

T1

的指针”类型的纯右值转换为“指向

T2

的指针”类型（其中

T1

和

T2

是对象类型，并且

T2

的对齐要求并不比

更严格） T1

）并返回其原始类型，产生原始指针值。任何其他此类指针转换的结果均未指定。

强调我的。由于

T1

对您来说已经是

void*

，因此在

void*

中转换为

reinterpret_cast

不会执行任何操作。一般来说，这不是真的，这就是 Drew Dormann 所说的：

#include <iostream>

template <typename T>
void print_pointer(const volatile T* ptr)
{
    // this is needed by oversight in the standard
    std::cout << static_cast<void*>(const_cast<T*>(ptr)) << std::endl;
}

struct base_a {};
struct base_b {};
struct derived : base_a, base_b {};

int main()
{
    derived d;

    base_b* b = &d; // implicit cast

    // undo implicit cast with static_cast
    derived* x = static_cast<derived*>(b);

    // reinterpret the value with reinterpret_cast
    derived* y = reinterpret_cast<derived*>(b);

    print_pointer(&d);
    print_pointer(x);
    print_pointer(y);
}

输出：

00CBFD5B
00CBFD5B
00CBFD5C

（请注意，因为

y

实际上并不指向

derived

，所以使用它是未定义的行为。）

在这里，

reinterpret_cast

会产生不同的值，因为它经过了

void*

。这就是为什么您应该在可以时使用

static_cast

，在必须时使用

reinterpret_cast

。

Answer 3

使用

static_cast

与

void*

之间转换指针可以保证保留地址。

另一方面，

reinterpret_cast

保证，如果将指针从一种类型转换为另一种类型，然后又转换回原始类型，则地址将被保留。

尽管在大多数实现中，使用其中任何一个都会看到相同的结果，但

static_cast

应该是首选。

对于

C++11

我记得，使用

reinterpret_cast

代表

void*

具有明确定义的行为。在此之前，这种行为是被禁止的。

不允许使用reinterpret_cast在指向对象类型的指针和指向void的指针之间进行转换。 ...

拟议决议（2010 年 8 月）：

将 5.2.10 [expr.reinterpret.cast] 第 7 段更改如下：

对象指针可以显式转换为以下对象指针 不同的类型。当“指向 T1 的指针”类型的纯右值 v 为 转换为“指向 cv T2 的指针”类型，如果 T1 和 T2 都是标准布局，则结果为

static_cast<cv T2*>(static_cast<cv void*>(v))

types (3.9 [basic.types]) 和 T2 的对齐要求没有 比 T1 更严格，或者任一类型无效。

将“指向 T1 的指针”类型的纯右值转换为“指向 T1 的指针”类型 T2”（其中 T1 和 T2 是对象类型，对齐方式 T2 的要求并不比 T1 严格) 并回到它的 原始类型产生原始指针值。任何结果 其他此类指针转换未指定。

更多信息请参阅 C++ 标准核心语言缺陷报告和已接受的问题，修订版 115，问题 #1120、

reinterpret_cast

和

void*

。

感谢Jesse Good提供链接。