数组指针何时可转换为不同类型的数组指针？

Question

我正在检查 cppreference documentation 的 std::unique_ptr，并注意到 C++17 似乎进行了一些有趣的更改。特别是，std::unique_ptr<T[]> 的特化现在接受模板参数，而以前只接受 std::unique_ptr::pointer 参数。例如，这里是 std::unique_ptr<T[]> 的 reset 成员函数之一的声明：

template <typename U> void reset(U p);

网站声明：

Behaves the same as the reset member of the primary template, except that it will only participate in overload resolution if either U is the same type as pointer, or pointer is the same type as element_type* and U is a pointer type V* such that V(*)[] is convertible to element_type(*)[].

我假设这样做是为了安全起见 - 你不想对指向派生类型数组的指针执行 delete[] ，该数组被分配给指向其基类型的指针（在C++17 这被标记为已删除）。正如预期的那样，这段代码编译得很好：

#include <type_traits>

struct foo {};
struct bar : public foo {};
static_assert(!std::is_convertible_v<bar(*)[], foo(*)[]>);

然而，有趣的是，下面的不编译，两个 static_assert 都失败了：

#include <type_traits>

struct foo {};
struct bar : public foo {};
static_assert(std::is_convertible_v<bar*(*)[], foo*(*)[]>);
static_assert(std::is_convertible_v<std::unique_ptr<bar>(*)[], std::unique_ptr<foo>(*)[]>);

这是为什么？这个重载会在什么场景下使用？

Answer 1

struct foo {};
struct bar : public foo {};

在这种微不足道的情况下，foo* 的值表示很可能与 bar* 的值表示完全相同，因此可以可以在它们的数组之间进行转换。但是，一旦 bar 变得更加复杂，它就不再成立。考虑一下：

struct foo {};
struct qux {};
struct bar : qux, foo {};

现在，bar* 可隐式转换为 foo*，但该转换不保留其精确值：它需要从 qux 到 foo 的偏移量.

同样，一旦出现虚拟对象、多访问控制级别等，基 class 子对象的地址就会与最派生对象的地址不同。这样的指针甚至可以有不同的大小⁽¹⁾.

这就是为什么只有少数情况下 derived* 可以用作 base* 而无需进行值更改转换。我的猜测是，考虑到有限的情况会使标准复杂化，但没有什么好处，因此根本不允许在此类指针数组之间进行转换。

⁽¹⁾ 这是一个有点晦涩的案例，但如果 C++ 编译器受到设计不当的 C ABI 的限制，它可能会发生。 This answer 讨论了这种情况。

Answer 2

这基本上是 "you can pass a less const-y pointer if it's safe to do so" 的一种表达方式，例如 int* p = /*...*/; unique_ptr<const int []> up; up.reset(p);

对于不同的类型 U 和 V，U(*)[] 可（隐式）转换为 V(*)[] 的唯一情况是通过 qualification conversion，即，当您在类型的正确位置添加 const/volatile 时。确切的规则很复杂（因为它们处理任意嵌套 pointers/pointer-to-members/arrays；如果您想知道，请单击 link），但它们基本上只在安全时才允许转换； unique_ptr 的规范随后利用了这一事实，因此它不必重新定义 "safe"，但代价是使意图变得更加神秘。

数组指针何时可转换为不同类型的数组指针？

When is a pointer-to-array convertible to a pointer-to-array of different type?

c++

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