И снова о доступе к объектам через указатели на char

#cpp #language_lawyer

Вопрос 1.

В стандарте языка есть такое понятие как similar types (conv.qual/2). Являются ли
типы unsigned char и int similar? (Я полагаю, что нет, однако, если да, то хотелось
бы узнать почему?)

Вопрос 2.

В разделе стандарта языка, описывающего аддитивные операции (в частности арифметику
указателей), есть интересный пункт expr.add/6:


  For addition or subtraction, if the expressions P or Q have type “pointer to cv
T”, where T and the array element type are not similar, the behavior is undefined.
[ Note: In particular, a pointer to a base class cannot be used for pointer arithmetic
when the array contains objects of a derived class type. — end note ]


Пусть есть следующий код:

int mass[2];
unsigned char *p = reinterpret_cast(mass);

p = p + 1;  //UB?


Является ли приведённый код неопределённым поведением? Если нет, то почему?  

(По-моему, приведённый код в точности соответствует приведённой цитате из стандарта.
Этот вопрос возник у меня отчасти потому, что когда речь заходит о strict aliasing
rules, то всегда оговаривается, что к объектам можно получить доступ через char/unsigned
char. Но о каком доступе к объекту может идти речь, если нельзя наращивать указатель?)

Вопрос 3.

Если поведение кода в вопросе 2 не определено, то как реализовать свой memcpy?
    

Ответы

Ответ 1

Речь в [conv.qual] идёт о разложении сложных типов, являющихся указателями или массивами
с перемежающими квалификаторами const, volatile. Причём наличие условия n > 0 говорит
о том, что эти типы должны быть как минимум второго уровня, условно, указатель на указатель.
При всём этом базовый тип U в разложении должен быть одинаковым. Понятно, что базовые
типы int и unsigned char таковыми не являются. Немного примеров схожих (similar) и
не схожих типов можно посмотреть здесь (раздел Type aliasing).

Далее в цитате, которую Вы приводите, упоминается пример, говорящий, что нельзя итерироваться
по контейнеру элементов производного типа, имея указатель на базовый тип:

struct B {};
struct D : B {};

D a[10];
B* p = a;
p++;       // породит значение, которое может не указывать на валидный объект типа D


Доступ же к объектам через указатель на char, unsigned char или std::byte явно разрешен.
То есть проблем с реализацией memcpy не будет.