使用字节数组具有单字节对齐方式的结构是否安全

Question

用于分配任意数量的字节和指针算术struct alignas(1) byte {};安全吗？我更喜欢使用这种字节类型而不是 char 数组，因为字节需要转换为另一种类型才能使用。

快速使用示例：

#include <cstring>
#include <iostream>
struct alignas(1) byte {};
class Any
{
byte* mData;
public:
template<class T>
explicit Any(T pValue) : mData(new byte[sizeof(T)]) {
std::memcpy(mData, &pValue, sizeof(T));
}
~Any() {
delete[] mData;
}
template<class T>
auto get() -> T& {
return *(T*)(mData);
}
};
int main()
{
int i = 5;
Any a(i);
std::cout << a.get<int>() << std::endl;
}

Answer 1

不能分配 4 个字节，然后将第一个字节的地址视为 4 字节对象的地址，因为可能存在对齐要求。

例如，在某些硬件平台中，在不是 4 的倍数的地址处访问 4 字节整数是段错误，而不仅仅是性能问题。

Answer 2

您在以下行中使用了 C 样式转换：return *(T*)(mData)。C 型演员表

通过混合使用static_cast、const_cast和reinterpret_cast将一种类型转换为另一种类型

因此，由于const_cast和static_cast不能在不相关的类型之间强制转换，因此此行等同于：return *reinterpret_cast<T*>(mData)

这段代码访问一个reinterpret_cast的结果，c++要求，给定DynamicTypebyte并且AliasedType是T，以下1必须为真：

• AliasedType(可能符合简历标准(DynamicType
  
• AliasedType和DynamicType都是指向同一类型的
  指针(可能是多级的，可能是每个级别的CV合格(
• AliasedType是(可能符合 CV 条件的(signed或unsigned变体DynamicType
  
• AliasedType是一种聚合类型或union类型，它将上述类型之一保存为元素或非静态成员(递归地包括子聚合的元素和所包含联合的非静态数据成员(：这使得获得指向struct或union
  的可用指针变得安全
• AliasedType是DynamicType的基类(可能符合 cv 条件(，DynamicType是没有非静态数据成员的标准布局类，AliasedType是其第一个基类
  
• AliasedType是char、unsigned char或std::byte：这允许检查任何对象的对象表示为字节数组

如果T符合这些规范之一，那么您的代码无趣，无法从一种类型转换为另一种类型，但这是合法的。如果不是，则您的代码引入了未定义的行为，应被视为有害行为。