用于指针和引用转换的 `reinterpret_cast` 是否完全被新 C++ 标准的功能所取代？

Question

C++中的

reinterpret_cast

被很多人认为是危险的，并且在不调用UB的情况下很难正确使用它。它也有各种不同的用法，无法很好地传达演员阵容背后的意图。最近的标准添加了许多旨在保留底层对象表示的类型转换功能，包括但可能不限于

std::bit_cast

、

std::span::as_bytes

和

std:span::as_writable_bytes

，以及

std::start_lifetime_as

和

std::start_lifetime_as_array

。这让我想知道在较新的代码中是否有与这些对应的

reinterpret_cast

用法的任何原因。

也许问题标题并不完全准确，但我感兴趣的是

reinterpret_cast

在对应于标准草案中的第7项和第11项（也许还有第10项）的新代码中是否有任何实际用途。我对详细的答案感兴趣，说明每种用法如何被取代或不被取代，以及在它们被取代的情况下替代它们的推荐方式是什么。我知道

reinterpret_cast

还有许多其他用途，这些用途不会被语言中的新功能所取代。

7. 对象指针可以显式转换为不同类型的对象指针。⁵⁷当对象指针类型的纯右值 v 为 转换为对象指针类型“pointer to cv T”，结果为 static_cast（static_cast（v））。

8. ...

9. ...

10. 类型“指向类型 T1 的 X 成员的指针”的纯右值可以显式转换为不同类型“指向类型 T1 的成员的指针”的纯右值。 如果 T1 和 T2 都是函数类型或两者都是函数类型，则为 T2 类型的 Y 成员 对象类型。⁵⁸ 空成员指针值 ([conv.mem]) 是 转换为目标类型的空成员指针值。 此转换的结果未指定，但以下情况除外 案例：

11. 如果可以将“指向 T1 的指针”类型的表达式转换为“对 T2 的引用”类型，则指定对象 x 的 T1 类型的泛左值可以转换为“对 T2 的引用”类型 使用 a 显式转换为“指向 T2 的指针”类型 重新解释_演员。结果是 *reinterpret_cast(p) 其中 p 是指向“指向 T1 的指针”类型的 x 的指针。没有临时的 创建，没有复制，也没有构造函数（[class.ctor]）或 调用转换函数（[class.conv]）。⁵⁹

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⁵⁷ 类型可以有不同的 cv 限定符，但要遵守 reinterpret_cast 不能放弃常量性的总体限制。
⁵⁸ T1 和 T2 可以有不同的 cv 限定符，但要遵守 reinterpret_cast 不能放弃常量性的总体限制。
⁵⁹ 当结果引用与源泛左值相同的对象时，这有时被称为类型双关语。

Answer 1

std::bit_cast

和

std::start_lifetime_as

不会取代

reinterpret_cast

，它们是

reinterpret_cast

从未有过的新功能。

std::span::as_bytes

是一个方便的功能，它对

std::dynamic_extent

的帮助与包装演员一样多。

所以

reinterpret_cast

的有用用法没有改变。改变的是，人们使用

reinterpret_cast

和未定义行为的结构有了定义的行为替代。