如何使用std::bit_cast直接转换为原生数组（无需辅助结构）

首先明确：无法直接用std::bit_cast返回原生数组类型，因为C++不允许函数返回数组，而std::bit_cast的返回值类型就是模板参数指定的To类型，所以直接写std::bit_cast<short[200]>(in)会报错——编译器无法生成返回数组的函数实例。

但你可以通过数组引用作为目标类型，实现不借助额外结构体、std::array或memcpy的转换，代码如下：

#include <bit>

struct A {
    int a[100];
};

void test(const A &in) {
    // 使用数组引用作为std::bit_cast的目标类型
    const auto& x = std::bit_cast<const short(&)[200]>(in);
    // 可以像原生数组一样使用x
    short first_element = x[0];
}

原理说明 #

• std::bit_cast允许目标类型为数组引用，因为函数可以返回引用类型，这符合C++语法规则。
• 这里const short(&)[200]是指向200个short元素的数组的const引用，转换后x会直接绑定到原对象内存的重解释视图，没有额外拷贝。
• 前提是源类型和目标类型的内存大小必须完全一致：A的大小是100 * sizeof(int) = 400字节，short[200]的大小是200 * sizeof(short) = 400字节，满足std::bit_cast的要求；同时两者都是可平凡复制类型，符合标准对std::bit_cast的类型约束。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Home of the Brave