有一天，一個叫做指針的小女孩去參觀了一個名為“洗佳佳”的神奇工廠，那里生產(chǎn)各種各樣的數(shù)據(jù)。指針很好奇，他想看看工廠里都有什么。進門時一個自稱“iso管委會”的工作人員攔住了他，說: 工廠里的數(shù)據(jù)是有類型之分的，你如果需要訪問工廠里某個類型的數(shù)據(jù)，那你就得拿著那個類型的通行證。指針說: 我覺得int類型最常用，我想要申請一個int通行證。工作人員打了個電話給管委會的領(lǐng)導，批準了，于是工作人員拿出一張白卡，拿出int圖章印了上去，說: 這就是你的通行證了，你只能用它訪問int類型的數(shù)據(jù)，如果你需要訪問其他類型的數(shù)據(jù)，請再次和我們聯(lián)系，我們會幫你再做一份不同類型的通行證的。他拿著通行證，上面寫著“int”，表示他有訪問int類型的數(shù)據(jù)的權(quán)限。 進入工廠后，指針在整型車間找到了一個叫做int的數(shù)據(jù)，它是一個4字節(jié)的整數(shù)。指針用他的int通行證訪問了這個int數(shù)據(jù)，沒有問題。我申請的就是int通行證，int通行證訪問int類型是完全沒問題的，他心想。 他查閱員工手冊，發(fā)現(xiàn)int通行證不僅可以訪問int數(shù)據(jù)，也可以訪問其他類型的數(shù)據(jù)，前提是他必須遵守一個規(guī)則：strict-aliasing。 strict-aliasing的規(guī)則是這樣的：指針只能訪問和他通行證上相同類型的數(shù)據(jù)，或者是一個該類型的超集，比如一個包含該類型的結(jié)構(gòu)體(struct/class)或聯(lián)合體(union)。如果指針想要訪問一個更小的類型，或者是一個不同的類型，他必須重新領(lǐng)取一張通行證，而不是對通行證進行涂改，否則他會被抓住并趕出工廠。例如int通行證不能用于訪問short，但是可以訪問unsigned int。另外，char和unsigned char是兩個特例，用任何類型的通行證都可以訪問。 指針找到了一個叫做short的數(shù)據(jù)，它是一個2字節(jié)的整數(shù)，指針想用他的int通行證訪問這個short數(shù)據(jù)，但被工作人員拒絕了。他覺得這個規(guī)則很奇怪，他想知道為什么管委會要這樣限制他。他接下來決定去試試看能不能破壞這個規(guī)則，看看會發(fā)生什么。 然后，他發(fā)現(xiàn)了一個門牌上寫了char[4]的房間，打開一看，里面有4個搖籃，分別睡著4個char小孩，呆呆地看著他。指針想要訪問這個數(shù)據(jù)，但是他沒有換通行證，因為他覺得這樣太麻煩了。他覺得反正我的通行證int是4字節(jié)的，用于訪問同樣是4字節(jié)的char[4]應該沒問題吧？他拿起通行證來觀察，發(fā)現(xiàn)通行證正面雖然寫著“int”，背面卻淡淡寫著“char”，他覺得蹊蹺，查了員工手冊才知道，原來洗屁屁工廠的每個通行證背面都印有char，意味著每一張通行證都可以當成char通行證使用。于是他把通行證翻了個面，當成char通行證用，訪問了這4個char數(shù)據(jù)，沒有被發(fā)現(xiàn)。之所以開了這個后門或許是為了方便有時候需要把數(shù)據(jù)作為字節(jié)處理，例如把網(wǎng)絡收發(fā)包得到的char緩沖區(qū)當成任意符合類型去處理，他心想。 指針很高興，他覺得自己很聰明。他繼續(xù)尋找其他類型的數(shù)據(jù)，試圖用他的通行證訪問它們。他找到了一個叫做unsigned int的數(shù)據(jù)，它是一個四字節(jié)的無符號整數(shù)。指針想要訪問這個數(shù)據(jù)，但是他沒有換通行證，因為他覺得這樣太麻煩了。他覺得反正我的通行證int是4字節(jié)的，用于訪問同樣是4字節(jié)的unsigned int應該沒問題吧？他偷偷地拿出水筆，在通行證上的“int”字樣前潦草地寫上“unsigned”前綴，改成了“unsigned int”，訪問了這個unsigned int數(shù)據(jù)，沒有被發(fā)現(xiàn)。 他后來翻看員工手冊，才知道，原來每次派發(fā)整數(shù)類型的通行證時，都會附贈一張貼紙，貼紙上寫著unsigned，把unsigned貼紙貼在通行證上作為前綴，即可訪問整數(shù)的無符號版本的數(shù)據(jù)。而他剛才隨手把那貼紙扔了，自己寫上unsigned也達到了同樣的效果。之所以開了這個后門或許是為了無符號和有符號類型轉(zhuǎn)換的方便起見，他心想。 他來到精加工車間，發(fā)現(xiàn)里面都是一些結(jié)構(gòu)體類型，他看到一個結(jié)構(gòu)體struct C { int i; short s; };他想要頂撞一下規(guī)則，于是拿著int通行證去訪問這個結(jié)構(gòu)體的數(shù)據(jù)，他本以為會像剛才那樣遭到阻攔，卻不料成功訪問了，沒有被工作人員阻止。原來根據(jù)規(guī)則，只要結(jié)構(gòu)體或聯(lián)合體的成員中含有一個通行證上的類型，也是可以訪問的。這應該是出于有時候需要取成員變量指針的方便，他心想。 指針更加高興了，他覺得自己很厲害。他繼續(xù)尋找其他類型的數(shù)據(jù)，試圖用他的通行證訪問它們。他找到了一個叫做float的數(shù)據(jù)，它是一個4字節(jié)的單精度浮點數(shù)。指針想要訪問這個數(shù)據(jù)，但是他沒有換通行證，因為他覺得這樣太麻煩了。他覺得反正我的通行證int是4字節(jié)的，用于訪問同樣是4字節(jié)的float應該沒問題吧？他從背包里掏出一款“reinterpret_cast牌”的修正帶，偷偷地把他的通行證上的“unsigned int”字樣涂掉，改成了“float”。他拿著篡改的通行證訪問了這個float數(shù)據(jù)，他違規(guī)的行為沒有被發(fā)現(xiàn)。 指針非常高興了，他覺得自己無所不能。但是就在這時候，一聲巨響打破了工廠的平靜。原來，指針在訪問float數(shù)據(jù)時，不小心改變了它的值。這個float數(shù)據(jù)正好是工廠里最重要的數(shù)據(jù)之一，它控制著工廠的運轉(zhuǎn)。由于指針改變了它的值，而工廠管委會覺得自己只發(fā)過int的通行證，認為不會有人修改過這個float值，因為float值只有頒發(fā)了float通行證才能修改。并不知情的工程師想當然地拿著錯誤的float數(shù)據(jù)進行運算，導致工廠出現(xiàn)了嚴重的故障，并且開始爆炸。 指針嚇壞了，他想要逃跑，但是已經(jīng)來不及了。工廠里所有的安保人員都發(fā)現(xiàn)了指針，并且追捕他。指針被抓住了，并且被嚴厲地批評教育的一番。

經(jīng)歷了這一次的教訓，他認識到了隨意用reinterpret_cast涂改通行證的危險。一位名叫“本賈尼·斯特勞斯特盧普”的安全人員告訴他，如果想要安全低在float和int之間按位轉(zhuǎn)換，可以用以下這些方法: 1. 聯(lián)系一名叫做std::launder的清潔人員，他會幫你重新打印通行證，由于他會利用對講機通知管理人員進行調(diào)度，所以他幫你涂改通行證是安全的。 2. 當你所在的工廠老板是“GNUC”時，可以走進辦公室對他說一句-fno-strict-aliasing，開明的他就會幫你廢除這個規(guī)則，strict-aliasing規(guī)則廢除后，通行證就可以隨意涂改，但由于每對通行證之間都可能指向同一個對象，管理人員不得不假定每一個指針都是aliasing的情況，所以也會妨礙到管理人員對工程的排班和優(yōu)化，對工廠流程效率產(chǎn)生負面影響。 3. 還可以用一臺叫做std::bit_cast的“重塑機”進行轉(zhuǎn)換，不過他和，std::bit_cast需要把float對象塞到機器里，并吐出int對象，而不是插入指向float的通行證，他內(nèi)部是通過把源類型用memcpy逐字節(jié)拷貝到unsigned char暫存，然后重新reinterpret_cast成目標類型讀取的，由于。 4. 可以用一個聯(lián)合體union { int i; float f; }進行轉(zhuǎn)換，抽象來說是由于規(guī)則說通行證可以訪問聯(lián)合體的成員，因此可以借助聯(lián)合體作為橋梁來進行轉(zhuǎn)換，具體來說是因為聯(lián)合體創(chuàng)建時，管理人員就知道這兩個類型之間可能產(chǎn)生按位轉(zhuǎn)換，從而對結(jié)構(gòu)體內(nèi)的所有成員留個心眼，不會產(chǎn)生調(diào)度事故。 經(jīng)過一頓安全教育后，指針害怕極了，他再也不敢亂動不兼容類型的數(shù)據(jù)。有一次指針需要修過一個float值，有了上次的教訓，他不敢直接拿著int通行證修改float的值。于是他找來一位名叫std::launder的專業(yè)清潔工，只見清潔工拿起int通行證，在上面進行了一波“洗刷刷洗刷刷”，于是就把通行證上int的水印去掉了。然后清潔工打了個電話給管委會，申請報備了float的訪問權(quán)限，經(jīng)過管委會簽字同意后，才往“洗刷刷”刷干凈的通行證印上“float”的字樣。管委會說，給，這是你船新的float通行證，用這張官方報備過的通行證，就可以安全訪問float值了。指針用float通行證修改了float，這時另一個指針也想修改同一個float值，他也申請了一份float通行證。管委會發(fā)現(xiàn)當前批出去了兩份float通行證，于是派出安全專家維護float車間的秩序，讓指針和另一個指針有序訪問float值，工廠沒有發(fā)生故障，今天又是和平的一天。