Przekształcenie tablicy 1-d w tablicę wielowymiarową

reinterpret_cast of references

Norma mówi, że lvalue typu T1 może być {[3] } do odniesienia do T2, Jeśli wskaźnik do T1 może być {[3] } do wskaźnika do T2 (§5.2.10/11):

Wyrażenie lvalue typu T1 może być oddane do typu "reference to T2", jeśli wyrażenie typu "pointer to T1" może być jawnie przekonwertowane do typu "pointer to T2" przy użyciu reinterpret_cast.

Więc musimy ustalić, czy int(*)[N] Może być konwertowane na int(*)[I][J][K].

reinterpret_cast of pointers

Wskaźnik do T1 może być reinterpret_cast do wskaźnika do T2, Jeśli zarówno T1, jak i T2 są typami standardowego układu i T2 nie ma bardziej rygorystycznych wymagań wyrównania niż T1 (§5.2.10/7):

Gdy wartość prvalue v typu "wskaźnik do T1" jest konwertowana na typ "wskaźnik do cv T2", wynikiem jest static_cast<cv T2*>(static_cast<cv void*>(v)), Jeśli zarówno T1, jak i T2 są typami układu standardowego (3.9), A wymagania wyrównania T2 nie są bardziej rygorystyczne niż te, które z T1, lub jeśli którykolwiek z typów jest nieważny.

1. Są int[N] i int[I][J][K] typami układów standardowych?

   int jest typem skalarnym, a tablice typów skalarnych są uważane za typy standard-layout (§3.9/9).

   Typy skalarne, typy klas standard-layout (Klauzula 9), tablice takich typów i wersje tych typów kwalifikowane cv (3.9.3) są zbiorczo nazywane typami standard-layout ([89]}typy standard-layout ([90]}).

2. Robi int[I][J][K] nie mają bardziej rygorystycznych wymagań dotyczących dostosowania niż int[N].

   Wynik operatora alignof daje wymóg wyrównania typu obiektu kompletnego (§3.11/2).

   Wynik operatora alignof odzwierciedla wymóg wyrównania typu w przypadku obiektu kompletnego.

   Ponieważ dwie tablice nie są podobiektami żadnego innego obiektu, są obiektami kompletnymi. Zastosowanie alignof do tablicy daje Wymaganie wyrównania typu elementu (§5.3.6/3):

   Gdy alignof zostanie zastosowana do typu tablicy, wynikiem będzie wyrównanie typu elementu.

   Więc oba typy tablic mają takie same wymagania wyrównania.

To sprawia, że reinterpret_cast jest ważne i równoważne:

int (&arr3d)[I][J][K] = *reinterpret_cast<int (*)[I][J][K]>(&arr1d);

Gdzie * i & są operatorami wbudowanymi, co jest wtedy równoważne:

int (&arr3d)[I][J][K] = *static_cast<int (*)[I][J][K]>(static_cast<void*>(&arr1d));

static_cast przez void*

static_cast do {[42] } jest dozwolone przez standardowe konwersje (§4.10/2):

Wartość PR typu" pointer to CV T", gdzie T jest typem obiektu, może być przekonwertowana na wartość PR typu "pointer to CV void". Wynik konwersji " wskaźnika do CV T" na "wskaźnik do CV void" wskazuje na początek miejsca przechowywania, w którym znajduje się obiekt typu T, tak jakby obiekt był najbardziej pochodnym obiektem (1.8) typu T (to znaczy nie jest podobiektem klasy bazowej).

static_cast do int(*)[I][J][K] jest wtedy dozwolone (§5.2.9/13):

Wartość PR typu "pointer to CV1 void" może być przekonwertowana na wartość PR typu "pointer to CV2 T", gdzie T jest typem obiektu, a cv2 jest tą samą kwalifikacją cv, lub większą kwalifikacją cv niż cv1.

Więc obsada jest w porządku! ale czy możemy uzyskać dostęp do obiektów poprzez nowe odniesienie do tablicy?

Dostęp do elementów tablicy

Wykonywanie zapisu tablicy na tablicy takiej jak {[55] } jest równoważne *((E1)+(E2)) (§5.2.1/1). Rozważmy następujący zapis tablicy:

arr3d[3][2][1]

Po pierwsze, arr3d[3] jest równoważne *((arr3d)+(3)). Lvalue arr3d przechodzi konwersję tablicy na wskaźnik, aby dać int(*)[2][1]. Nie ma wymogu, aby tablica bazowa była odpowiedniego typu, aby wykonać tę konwersję. Następnie uzyskuje się dostęp do wartości wskaźników (co jest w porządku w §3.10), a następnie dodaje się do niej wartość 3. Ta arytmetyka wskaźnika jest również dobra (§5.7/5):

Jeśli zarówno operand wskaźnika a wynik wskazuje na elementy tego samego obiektu array lub jeden obok ostatniego elementu obiektu array, ewaluacja nie spowoduje przepełnienia; w przeciwnym razie zachowanie jest niezdefiniowane.

Ten wskaźnik jest dereferenced dać int[2][1]. Proces ten przebiega w ten sam sposób dla dwóch kolejnych indeksów dolnych, co daje ostateczny int lvalue przy odpowiednim indeksie tablicy. Jest to lvalue ze względu na wynik * (§5.3.1/1):

Operator unary * wykonuje indirection: wyrażenie, do którego jest stosowane, jest wskaźnikiem do typu obiektu lub wskaźnikiem do typu funkcji, a wynikiem jest lvalue odnoszące się do obiektu lub funkcji, na które wskazuje wyrażenie.

Jest wtedy w porządku, aby uzyskać dostęp do rzeczywistego obiektu int przez ten lvalue, ponieważ lvalue jest również typu int (§3.10/10):

Jeśli program próbuje uzyskać dostęp do przechowywanej wartości obiektu za pomocą wartości glvalue innej niż jeden z następujących typów zachowania jest niezdefiniowany:

• Typ dynamiczny obiektu
• [...]

Więc chyba, że coś przeoczyłem. Powiedziałbym, że ten program jest dobrze zdefiniowany.