Безопасно ли отличать unsigned char * to char * и обрабатывать разыменованный указатель, как если бы он действительно указывал на char?

Ответ 1

ЭТО МОЖЕТ УДОВЛЕТВОРИТЬ,

но нет такой гарантии в стандарте С++ 11 (N3337), ни в предстоящем С++ 14 (N3797).

char unsigned * p1 = ...;
char          * p2 = reinterpret_cast<char *> (p1);

*p1 == *p2; // (1), not guaranteed to be true

^{Примечание. Это конкретная реализация, независимо от того, подписан ли char или без знака; [basic.fundamental]p1.}

ПОДРОБНОСТИ

Стандарт гарантирует, что каждый тип символа должен быть

• имеют одинаковое требование выравнивания;
• занимают одинаковое количество хранилища и
• что все биты хранилища, занятые символьным типом, должны участвовать в представлении значений и;
• что представление значения одинаков.

Обмен тем же объемом хранения, требованиями к выравниванию и гарантией участия в бит означает, что листинг lvalue, относящийся к одному типу (без знака char), другому (char), является безопасным.. насколько это возможно как фактическое литье.

3.9.1p1 Основные типы [basic.fundamental]

Определяется реализацией, может ли char сохранять отрицательные значения. Символы могут быть явно объявлены signed или unsigned.

     

A char, a signed char, и a unsigned char занимают одинаковое количество хранения и имеют одинаковые требования к выравниванию (3.11); то есть они имеют одно и то же представление объекта. Для типов символов в представлении значений участвуют все биты представления объекта.

     

Для неподписанных типов символов все возможные битовые шаблоны представления значений представляют числа. Эти требования не подходят для других типов.

3.9p4 Типы [basic.types]

Объектное представление объекта типа T представляет собой последовательность объектов N unsigned char, занятых объектом типа T,, где N равно sizeof(T). Представление значения объекта - это набор битов, которые содержат значение типа T.

SO, ЧТО ПРОБЛЕМА?

Если мы назначим максимальное значение unsigned char (UCHAR_MAX) на *p1 и *p2, *p2 не будет способный представлять это значение. Мы переполним *p2 и, скорее всего, получим значение -1.

^{Примечание: целочисленное переполнение цепочки - это фактически поведение undefined.}

*p1 = UCHAR_MAX;

*p1 == *p2; // (1)

Обе стороны operator== должны иметь один и тот же тип, прежде чем мы сможем их сравнить, и в настоящее время одна сторона unsigned char, а другая char.

Компилятор должен использовать интегральную рекламу, чтобы найти тип, который может представлять все комбинированные возможные значения двух типов; и в этом случае результирующий тип будет int.

После цельной акции утверждение семантически эквивалентно int (UCHAR_MAX) == int(-1), что, конечно, ложно.

Ответ 2

strcmp (buf1, reinterpret_cast<char const *> (buf2));

Это выглядит отлично,

Это. strcmp принимает параметры const char *, но внутренне преобразует их в const unsigned char * (если требуется), так что даже если char подписан и два разных байта могут сравниться равными при просмотре их как char, они по-прежнему будут сравнивать при просмотре их с помощью strcmp.

C99:

7.21 Обработка строк <string.h>

7.21.1 Стандартные условные обозначения

3 Для всех функций в этом подпункте каждый символ должен интерпретироваться так, как если бы он имел тип unsigned char (и, следовательно, все возможные представления объекта действительны и имеют другое значение).

Тем не менее,

но гарантирует ли стандарт, что значение (1) всегда будет истинным?

char unsigned * p1 = ...;
char          * p2 = reinterpret_cast<char *> (p1);

*p1 == *p2; // (1)

То, что вы написали, не гарантируется.

Возьмем общую реализацию с подписанными char, 8-битными байтами с использованием двух дополнительных представлений. Если *p1 - UCHAR_MAX, то *p2 == -1 и *p1 == *p2 будет false, потому что продвижение до int дает им разные значения.

Если вы имели в виду либо (char) *p1 == *p2, либо *p1 == (unsigned char) *p2, то они все еще не гарантированы, поэтому вам нужно убедиться, что если вы скопируете из массива char в массив unsigned char, вы не включайте такое преобразование.