PhysX示例中reinterpret_cast使用原因、安全性及优化方案咨询

问题1：为何必须进行类型转换，不转换无法正常运行的原因是什么？ #

C++仅支持一级基类指针到子类指针的隐式/显式转换，但PxActor**和PxRigidActor**属于完全独立的二级指针类型，没有任何隐式转换规则。你调用getActors时要求传入PxActor**类型的缓冲区指针，而你传入的&actors[0]是PxRigidActor**类型，不做显式转换的话编译器会直接报类型不匹配错误，连编译都无法通过，自然不可能运行。

问题2：此处使用reinterpret_cast进行转换是否安全？ #

在你当前的使用场景下是完全安全的，满足两个前提：

1. 你传入的类型筛选参数是PxActorTypeFlag::eRIGID_DYNAMIC | PxActorTypeFlag::eRIGID_STATIC，筛选出来的所有实例都是PxRigidActor的派生类，getActors往缓冲区写入的所有PxActor*指针本质上都是合法的PxRigidActor*；
2. 从继承关系看PxActor是PxRigidActor的非虚基类，两种指针的内存布局完全一致，没有地址偏移，reinterpret_cast转换后指针指向的地址是合法的。
   如果后续你修改筛选参数，加入了非PxRigidActor派生的PxActor类型（比如布料、粒子相关的actor类型），这个转换才会出现未定义行为。

问题3：是否存在更优的实现方案？ #

有两种更符合C++规范、可读性和安全性更高的实现方式：

• 标准转换写法：先声明std::vector<PxActor*>类型的缓冲区接收返回值，再逐个将元素static_cast为PxRigidActor*，全程符合C++的类型转换规则，没有任何未定义行为，适合所有场景：

std::vector<PxActor*> tmpActors(nbActors);
scene->getActors(PxActorTypeFlag::eRIGID_DYNAMIC | PxActorTypeFlag::eRIGID_STATIC, tmpActors.data(), nbActors);
std::vector<PxRigidActor*> actors;
actors.reserve(nbActors);
for (auto actor : tmpActors) {
    actors.push_back(static_cast<PxRigidActor*>(actor));
}

• 封装工具函数：把类型筛选、转换的逻辑封装成专用的工具函数，对外直接返回std::vector<PxRigidActor*>，不需要上层业务代码手动处理指针转换，避免写错cast类型或者筛选参数不匹配的问题：

std::vector<PxRigidActor*> getAllRigidActors(PxScene* scene) {
    PxU32 nbActors = scene->getNbActors(PxActorTypeFlag::eRIGID_DYNAMIC | PxActorTypeFlag::eRIGID_STATIC);
    std::vector<PxActor*> tmp(nbActors);
    scene->getActors(PxActorTypeFlag::eRIGID_DYNAMIC | PxActorTypeFlag::eRIGID_STATIC, tmp.data(), nbActors);
    std::vector<PxRigidActor*> res(nbActors);
    for (PxU32 i=0; i<nbActors; i++) {
        res[i] = static_cast<PxRigidActor*>(tmp[i]);
    }
    return res;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Евгений