如何向std::bit_cast传入数组指针类型参数？

不能直接将数组首元素的地址（指针类型）传递给std::bit_cast，下面结合代码和编译错误详细说明：

示例代码 #

#include <bit>
#include <iostream>

struct A {
    int a;
    int b;
    int c;
    int d;
    int e;

    void print() {
        std::cout << a << ", " << b << ", " << c << ", " << d << ", " << e << std::endl;
    }
};

int main() {
    char arr[20]{};
    // arr is filled with some data
    A a = std::bit_cast<A>(arr);
    a.print();

    const char* arrp = arr;
    // doesn't compile
    A b = std::bit_cast<A>(arrp);
    b.print();
}

编译错误信息 #

<source>: 在函数'int main()'中:
<source>:23:27: 错误：找不到匹配的函数调用‘bit_cast<A>(const char*&)’
   23 |     A b = std::bit_cast<A>(arrp);
      |           ~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~
从<source>:1包含的文件中:
/opt/compiler-explorer/gcc-13.2.0/include/c++/13.2.0/bit:81:5: 注意：候选函数：'template<class _To, class _From> constexpr _To std::bit_cast(const _From&) requires  sizeof (_To) == sizeof (_From) && __is_trivially_copyable(_To) && __is_trivially_copyable(_From)'
   81 |     bit_cast(const _From& __from) noexcept
      |     ^~~~~~~~
/opt/compiler-explorer/gcc-13.2.0/include/c++/13.2.0/bit:81:5: 注意：模板参数推导/替换失败：
/opt/compiler-explorer/gcc-13.2.0/include/c++/13.2.0/bit:81:5: 注意：约束条件不满足
/opt/compiler-explorer/gcc-13.2.0/include/c++/13.2.0/bit: 在替换'template<class _To, class _From> constexpr _To std::bit_cast(const _From&) requires  sizeof (_To) == sizeof (_From) && __is_trivially_copyable(_To) && __is_trivially_copyable(_From) [with _To = A; _From = const char*]'时:
<source>:23:27:   从这里要求实例化
/opt/compiler-explorer/gcc-13.2.0/include/c++/13.2.0/bit:81:5:   被'template<class _To, class _From> constexpr _To std::bit_cast(const _From&) requires  sizeof (_To) == sizeof (_From) && __is_trivially_copyable(_To) && __is_trivially_copyable(_From)'的约束条件要求
/opt/compiler-explorer/gcc-13.2.0/include/c++/13.2.0/bit:83:27: 注意：表达式'sizeof (_To) == sizeof (_From) [with _To = A; _From = const char*]'的值为'false'
   83 |     requires (sizeof(_To) == sizeof(_From))
      |              ~~~~~~~~~~~~~^~~~~~~~~~~~~~~~~
编译器返回：1

错误原因 #

std::bit_cast有三个核心约束条件：

• 源类型_From和目标类型_To的内存大小必须完全相等
• 源类型和目标类型都必须是**可平凡复制（trivially copyable）**的类型
• 目标类型必须是可平凡构造（trivially constructible）的类型

你的代码中，struct A的大小是20字节（5个int成员，每个占4字节），而const char*是指针类型，在64位系统上占8字节、32位系统上占4字节，显然和A的大小不匹配，直接触发第一个约束条件检查失败，导致编译器报错。

替代方案 #

如果想要从指针指向的内存区域转换为A类型，推荐使用std::memcpy，这是符合标准且更安全的做法：

const char* arrp = arr;
A b{};
std::memcpy(&b, arrp, sizeof(A));
b.print();

如果坚持使用std::bit_cast，可以将指针指向的内存转换为对应大小的数组类型引用（需确保指针指向的内存足够且对齐正确）：

const char* arrp = arr;
A b = std::bit_cast<A>(*reinterpret_cast<const std::array<char, sizeof(A)>*>(arrp));
b.print();

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Harry