是否将“指向结构体的指针的地址”转换为“第一个成员是指向结构体的指针的结构体的地址”UB？

Question

1. 我有一个名为

   Node

   的结构，其第一个成员是

   Node* p_next

2. 我有一个指向第一个节点的指针，称为

   p_head

3. 我想将

   &p_head

   类型的

   Node**

   转换为

   Node*

   ，并将其存储在

   p_node_before_head

   中。这样我就可以将

   *p_node_before_head

   视为一个节点，其中

   p_node_before_head->p_next

   的值就是

   p_head

的值

#include <iostream>

struct Node{
    Node* p_next;
    int item;   
};

int main(){
    Node head = {nullptr, 5};
    Node* p_head = &head;
    
    //By pretending that "p_head" is a node whose first element is a pointer to the head,
    //we create a new pointer that points to this "node before the head"
    Node* p_node_before_head = reinterpret_cast<Node*>(&p_head);
    
    Node* p_head2 = p_node_before_head->p_next;
    std::cout << p_head2->item << std::endl;
}

这是重新解释强制转换未定义的行为吗？ 我对如何确定是否将一种类型的指针强制转换为另一种类型的指针感到有点困惑

pointer-interconvertibility

。

Answer 1

不，这是未定义的行为。您永远不能假装某种类型的对象存在于您从未显式（或隐式）创建此类类型的对象的某个内存位置。

在地址

&p_head

处有一个

Node*

对象，但没有

Node

对象。因此

reinterpret_cast

的结果不能指向任何

Node

对象，因此成员访问

p_node_before_head->p_next

具有未定义的行为。

指针可互换性甚至不重要，因为首先在相关地址处没有相关的

Node

对象。所以肯定不存在任何可以与

Node*

对象进行指针互换的对象。