c++ 为什么“reinterpret_cast”在模板参数上不能像预期的那样工作？

wkftcu5l 于 2023-06-25 发布在其他

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我有以下代码示例：

#include <iostream>

typedef struct MyStruct {
    int member;
} crake;

#define GPIOA               ( 0x40000000)

template <typename T, crake* Ptr>
struct MyTemplate {
    void doSomething() {
        Ptr->member = 42;
    }
};

int main() {
    crake* ptr = reinterpret_cast<crake*>(GPIOA);
    MyTemplate<MyStruct, reinterpret_cast<crake*>(GPIOA)> instance;
    instance.doSomething();
    return 0;
}

我用C++20编译了它。有趣的是，我在行上得到了一个错误
MyTemplate<MyStruct, reinterpret_cast<crake*>(GPIOA)> instance;
但不是在前面的一行，我做了同样的事情，即重新解释转换一个整数到一个指针。
确切的错误消息说：

"error: ‘reinterpret_cast’ from integer to pointer
   29 |     MyTemplate<MyStruct, reinterpret_cast<crake*>(GPIOA)> instance;"

我的目标是获取一个定义为常量值（使用#define）的结构体的地址作为非类型模板参数。我知道这会崩溃，但实际上，地址后面有一个外围设备，向其写入是可以的。所以我假设，我需要使用一个常量变量，但我想避免这种情况。

c++

来源：https://stackoverflow.com/questions/76503980/why-does-reinterpret-cast-not-work-as-expected-on-template-arguments

1条答案

按热度按时间

8wigbo561#

模板参数如下：

MyTemplate<MyStruct, reinterpret_cast<crake*>(GPIOA)>

...必须是常量表达式。reinterpret_cast不能用于常量表达式。在这种情况下，允许它的问题在于，您创建了一个指向一个在编译时不存在的对象的指针，因此template参数在某种程度上没有意义。编译时存在的内存不同于运行时的内存。
但是，您可以将地址作为模板参数传递，并在运行时执行转换：

#include <iostream>
#include <cstddef>

struct crake {
    int member;
};

inline constexpr std::uintptr_t GPIOA = 0x40000000;

template <typename T, std::uintptr_t Address>
struct MyTemplate {
    static inline crake * const Ptr = reinterpret_cast<crake*>(Address);
    void doSomething() {
        Ptr->member = 42;
    }
};

int main() {
    MyTemplate<crake, GPIOA> instance;
    instance.doSomething();
    return 0;
}

与原始代码相比，这没有额外的开销，并且编译为：

main:
   mov dword ptr [0x40000000], 42
   xor eax, eax
   ret

参见live example on Compiler Explorer。

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