addressof的实现

Question

以前不知道std::addressof的存在，为什么它存在对我来说很有意义:作为一种在重载的operator&存在的情况下获取地址的方式。然而，它的实现稍微有点不透明。来自gcc 4.7.1

template<typename _Tp>
inline _Tp*
__addressof(_Tp& __r) _GLIBCXX_NOEXCEPT
{
  return reinterpret_cast<_Tp*>
(&const_cast<char&>(reinterpret_cast<const volatile char&>(__r)));
}

reinterpret_cast<_Tp*>是显而易见的。剩下的都是黑魔法。有人能分析一下这是如何实际工作的吗？

Answer 1

首先，你有一个类型为_Tp&

• It的reinterpret_cast‘

• 到一个char&，以确保以后能够获取它的地址，而不用担心在原始类型中有一个过载的operator&；实际上它被强制转换为const volatile char&，因为reinterpret_cast总是可以合法地添加const和volatile限定符，即使它们不存在，但如果它们存在，它就不能删除它们(这确保了_Tp最初拥有的任何限定符，它们都不会干扰强制转换)。

• This is const_cast'ed to char&，删除限定符(从法律上讲，现在！对于qualifiers).

• The地址，const_cast可以做reinterpret_cast不能做的事情)返回(现在我们有一个简单的char*)

• It is reinterpret_cast'ed reinterpret_cast & reinterpret_cast to _Tp* (包括原始const和volatile限定符，如果有)。

编辑：由于我的回答已经被接受，我将彻底地补充说，选择char作为中间类型是由于对齐问题，以避免触发未定义的行为。查看@JamesKanze的评论(在问题下)以获得完整的解释。感谢James如此清晰地解释。

Answer 2

简短版本：

不能为char重载operator&。因此，该类型被强制转换为char引用，以获取被保证为真实地址的内容。

由于对const_cast和reinterpret_cast的限制，这种转换是通过两次强制转换完成的。

更长的版本：

它正在执行三个连续的强制转换。

reinterpret_cast<const volatile char&>

这实际上是转换为char&。const和volatile之所以存在，是因为_Tp可能是const或volatile，reinterpret_cast可以添加它们，但无法删除它们。

const_cast<char&>

现在已经删除了const和volatile。const_cast可以做到这一点。

reinterpret_cast<_Tp*>(&result)

现在，地址被获取，类型被转换回指向原始类型的指针。

Answer 3

从里到外：

首先，它将__r类型强制转换为const volatile char&：，它强制转换为char&，因为它的类型肯定没有重载的operator&，这样做很时髦。const volatile之所以存在，是因为这些都是限制，可以用reinterpret_cast添加，但不能删除。_Tp可能已经是const和/或volatile，在这种情况下，在此类型转换中需要一个或两者。如果没有，演员们只是不必要地添加了它们，但它是为限制最严格的演员而写的。

• 接下来，为了去掉const volatile，你需要一个const_cast，这将导致下一部分……const_cast<char&>。从那里，

，

• ，他们简单地获取地址，并将其转换为你想要的类型，一个_Tp*。请注意，_Tp可能是const和/或volatile，这意味着可以在此时将这些内容添加回去。