`reinterpret_cast`の具体的な利用シナリオ

型安全性を越える、低レベル操作のインタラクティブ・デモ

1. カスタムメモリアロケータの実装

パフォーマンス向上のため、確保済みの生のメモリ領域を特定のオブジェクトの配置場所として再解釈します。

alignas(MyObject) char buffer[...];

MyObject* obj_ptr = reinterpret_cast<MyObject*>(buffer);

new (obj_ptr) MyObject(42);

シミュレーション

Raw Buffer

2. ハードウェアレジスタへの直接アクセス

特定の物理メモリアドレス(数値)を、ハードウェアレジスタを操作するためのポインタに変換します。

#define GPIO_ADDR 0x40020C14

volatile unsigned int* reg = reinterpret_cast<...>(GPIO_ADDR);

*reg |= (1 << 5); // 5番ピンをON

シミュレーション

0x40020C14
レジスタ状態:
0
0
0
0

3. シリアライズとネットワーク通信

ネットワークから受信したバイトストリームを、特定のプロトコルヘッダ構造体として解釈し、各フィールドにアクセスします。

struct PacketHeader { ... };

const PacketHeader* h = reinterpret_cast<...>(buffer);

std::cout << h->packet_id;

シミュレーション

受信バッファ (Bytes)

0x64 0x00 0x00 0x04 0x00 0x00 0x01

Packet ID: 100

Payload Size: 1024

Flags: 1

4. オブジェクトのバイト列表現のハッシュ計算

任意のオブジェクトのメモリ上の表現(バイト列)に直接アクセスし、ハッシュ値を計算します。

template <typename T>

unsigned long hash_bytes(const T& obj) {

const char* p = reinterpret_cast<...>(&obj);

// ... 1バイトずつハッシュ計算 ...

}

シミュレーション

Point obj = {10, 20};

Memory Bytes of 'obj'

Hash: 5381