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为什么interpret_cast运算符在cpp中被认为是危险的?有更好的方法吗?

reinterpret-cast file-handling file c++

M.Jafar · 技术社区 · 3 年前

我在研究cpp中文件的随机访问。我遇到了relpret_cast运算符。它允许您将指针从一种类型强制转换为另一种类型,即使这些类型没有任何关联。然而,它被认为是危险的,可能会产生意想不到的结果和程序崩溃。我想了解为什么以及如何做到这一点。

我编写的代码:

#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
int main()
{
    fstream file("example.txt", ios::out);
    if (!file)
    {
        cerr << "Failed to open file." << endl;
        return 1;
    }
    file.seekp(4 * sizeof(int), ios::beg);
    int newValue = 50;
    file.write(reinterpret_cast<const char *>(&newValue), sizeof(int));
    file.close();
    return 0;
}

0 回复 | 直到 3 年前

user10 3 年前

假设你有 unsigned int B和 signed float A.它们的尺寸一样,你可能会认为 uint32_t* B = reinterpret_cast<uint32_t*>(A) 将产生一些有意义的结果。但是 有符号浮点数 具有完全不同的比特模式,包括符号比特、指数部分和分数部分。现在你可以想象,当符号、指数和分数一起被视为一个正整数时,这种强制转换的结果将是多么的无关紧要。 reinterpret_cast 如果使用不当,是未定义行为的最佳来源之一。

RawkFist 3 年前

指针的数据类型定义了它所指向的位的含义。例如,无符号整数只使用二进制编码,即无符号4位整数1010将被解释为十进制10。但是,如果要将指针类型更改为带符号,则会读入位 Two's Complement 并被解释为小数-6。浮点类型再次具有完全不同的位表示(即。 the IEEE 754 standard 。换句话说: 指针类型定义如何解释位 。

reinterpret_cast 只更改指针类型,而不更改存储的位。这意味着,由以前的数据类型给出的任何语义在转换后都会丢失,并且在强制转换之前和之后解释的值可能会大不相同。只有当您知道数据的位表示并需要对其进行操作时,才应该使用此强制转换。

这可能不仅会在语义方面造成麻烦,还会在内存方面造成问题,因为它允许您转换到更广泛的数据类型。

uint32_t A[1] = {1};
uint64_t* B = reinterpret_cast<uint64_t*>(A);

这是使用relpret_cast滥用内存的典型示例。你可以很容易地得到一个指向相同内存地址的指针 A 指向,但是 B 期望每个元素64位而不是32位。因此,取消引用 B 与从 A[1] :您正在尝试访问内存,这不是原始数据的一部分。

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