std :: memcpy結構與緊密壓縮的TriviallyCopyable類型T的成員到T的數組並且反之亦然

Question

Here已被確定爲將T類型的緊密壓縮的連續結構成員視爲T的數組是非法的。

但是複製底層表示呢？

考慮：

struct vec { 
    float x, y, z; 
}; 

與相同的約束：

static_assert(sizeof(vec) == 3 * sizeof(float)); 

如下：

int main() { 
    vec v = {1.9f, 2.5f, 3.1f}; 

    float a[3]; 
    std::memcpy(&a, &v, 3 * sizeof(float)); 
    assert(a[0] == v.x); 
    assert(a[1] == v.y); 
    assert(a[2] == v.z); 

    vec u; 
    std::memcpy(&u, &a, 3 * sizeof(float)); 
    assert(u.x == a[0]); 
    assert(u.y == a[1]); 
    assert(u.z == a[2]); 
} 

合法嗎？

Answer 1

只要你的結構類型沒有任何填充，有標準它沒有明確支持，但可以推斷出對它非常接近的東西的支持。

給出一個平凡複製的類型T，有什麼明確允許是其代表性複製到的char（或unsigned char）和背部的數組。

沒有要求將數組內容保存在數組本身中。內容可以存儲在一個文件中，並在隨後執行該程序時重新讀取。或者存儲在不同類型的對象中，只要該類型允許。爲此，實現必須允許表示對象，當這些表示不是源自同一運行中的T類型的對象時。

其結果是，在最起碼，

int main() { 
    vec v = {1.9f, 2.5f, 3.1f}; 

    float a[3]; 

    assert(sizeof v == sizeof a); 

    { char tmp[3 * sizeof(float)]; 
     std::memcpy(tmp, &v, 3 * sizeof(float)); 
     std::memcpy(a, tmp, 3 * sizeof(float)); } 
    assert(a[0] == v.x); 
    assert(a[1] == v.y); 
    assert(a[2] == v.z); 

    vec u; 
    { char tmp[3 * sizeof(float)]; 
     std::memcpy(tmp, a, 3 * sizeof(float)); 
     std::memcpy(&u, tmp, 3 * sizeof(float)); } 
    assert(u.x == a[0]); 
    assert(u.y == a[1]); 
    assert(u.z == a[2]); 
} 

應該或者失敗在第一assert，或者通過。對於任何表示失敗的表示而言，創建一個恰好以明確有效的方式提供精確表示的函數是微不足道的，因此它不會失敗。

現在，省略tmp這裏有點不確定。

std::memcpy只是重複分配的單個字節，可能已被明確拼寫出來。 =運算符的語義意味着對於可以複製的類型，a = b;和{ auto tmp = b; a = tmp; }是等效的。與a = b; c = d;和{ auto tmp1 = b; auto tmp2 = d; a = tmp1; c = tmp2; }相同，依此類推。前者是什麼直接memcpy呢，後者是什麼兩個memcpy S通過tmp做。

另一方面，允許複製進出數組char可以被理解爲需要實際的數組char，而不僅僅是它的功能等同物。我個人可能不會擔心，除非我真的遇到了一個使用這種解釋的實現，但是如果你想安全地使用它，你可以引入這樣一個臨時數組，並且驗證你的編譯器能夠優化它走了。

Answer 2

爲什麼你不應該總是相信同一類型的三個成員的結構等價於同一類型的數組，這基本上是因爲內存對齊。

https://en.wikipedia.org/wiki/Data_structure_alignment

你的代碼可以在C好嗎運行++編譯器和失敗的另一個，甚至在相同的編譯器不同的配置。

另請注意，您正在錯誤地使用數組指針。

std::memcpy(a, &v, 3 * sizeof(float)); 

，而不是

std::memcpy(&a, &v, 3 * sizeof(float)); 

一個已經是一個常量指針浮