是否将空基类优化对象强制转换为另一种类型？

Question

考虑以下代码：

struct Base1 { };
struct Base2 { };

struct Foo : Base1, Base2 {
    int x;
};

Foo f;
Base1* b1 = &f; // ok, standard upcasting
Base2* b2 = &f; // ok, standard upcasting

// check that the empty base class optimization applies 
assert(((void*)b1) == ((void*)&f));
assert(((void*)b2) == ((void*)&f));
assert(((void*)b1) == ((void*)b2));

从b1或b2访问到foo的指针合法吗？例如：

std::cout << reinterpret_cast<Foo*>(b1)->x 
          << reinterpret_cast<Foo*>(b2)->x;

如果是的话，是否同样适用于C++20的属性no_unique_address，假设一个实现可以选择将[[no_unique_address]]成员作为空基类来处理？

例如GCC和Clang，但不包括MSVC，目前核实了以下内容：

struct Foo {
     int x;
     [[no_unique_address]] Base1 b1;
     char y;
     [[no_unique_address]] Base2 b2;
};

static_assert(offsetof(Foo, b1) == 0));
static_assert(offsetof(Foo, b2) == 0));

因此，b1和b2都有其父对象的地址，可以在这里验证：https://gcc.godbolt.org/z/NF9ACy

Answer 1

您不需要使用reinterpret_cast或“空基优化”来将基类转换为派生类。这完全可以通过static_cast实现，只要指针指向派生类类型的对象(并且不使用virtual继承)。这是标准的C++98材料。

实际上，如果您希望成为技术人员，reinterpret_cast可能不会在这方面发挥作用。在他们之间。所以地址是一样的。是的，如果基类和派生类的地址恰好相同，则该地址将被保留。但就C++对象模型而言，这还不够好。

现在，指向基类的指针是指向派生类的可转换指针，但前提是这两个类都是标准布局。这是因为这样的指针是指针-可转换。

但是，空基优化不需要标准布局类型。虽然使用EBO需要使用标准布局的类型，但类型可以在违反标准布局类型规则的同时受益于EBO。当然，offsetof只适用于标准布局类型。

因此，就你所提问题的案文而言，这并不一定行得通。

这就把我们带到了no_unique_address。指针-互易性规则明确地说明了标准布局类型的基类/派生类。并且它有一个关于标准布局类型的第一个非静态数据成员(NSDM)的特定语句(它是与包含的对象相互转换的指针)。但是所有其他的NSDM都没有被提及，因此也不是指针-可互换的。

因此，reinterpret_cast是不够好的。