CppCoreGuidelines C.183 不要使用 union 实现类型双关

29 January 2023

“Don’t use a union for type punning”

理由

从一个 union 中读取非写入的类型成员是未定义的。使用 union 来读取某个类型数据的bit位数值的另外一种类型表示，是很容易导致错误的行为。

错误例子

union Pun {
    int x;
    unsigned char c[sizeof(int)];
};

void bad(Pun& u)
{
    u.x = 'x';
    cout << u.c[0] << '\n';     // undefined behavior
}
int main()
{
    Pun u;
    bad(u);
}

如果你要查看 int 的字节表示，可以使用类型转换：

std::ostream& operator<< (std::ostream& os, std::byte b) {
    return os << std::bitset<8>(std::to_integer<int>(b));
}

void if_you_must_pun(int& x)
{
    auto p = reinterpret_cast<std::byte*>(&x);
    cout << p[0] << '\n';     // OK; better
    // ...
}
int main()
{
    int x = 100;
    if_you_must_pun(x);
}

01100100

通过 reinterpret_cast 把一个对象转换成 char* , unsigned char* 或 std::byte* 是可以得到确定性的数据的。（不过我们不建议这种操作）。

C++17 引入了 std::byte 来处理对象的原始字节表示。尽量避免使用 unsinged char 或 char

technology 487

CppCoreGuidelines 474