可以是一个联合成员别名的联盟吗？

Question

提出这个问题:

的C11标准规定,一个指向联合可以被转换为一个指针到它的每一个构件.从第6.7.2.1.1节开始:

联合的大小足以包含其最大的成员.最多一个成员的值可以随时存储在union对象中. 指向适当转换的union对象的指针指向其每个成员 (或者如果成员是位字段,则指向它所在的单位),反之亦然.

这意味着您可以执行以下操作:

union u {
    int a;
    double b;
};

union u myunion;
int *i = (int *)&u;
double *d = (double *)&u;

u.a = 2;
printf("*i=%d\n", *i);
u.b = 3.5;
printf("*d=%f\n", *d);

但对于反向:在以上工会的情况下,可以在一个int *或double *安全地转换为union u *？请考虑以下代码:

#include <stdio.h>

union u {
    int a;
    double b;
};

void f(int isint, union u *p)
{
    if (isint) {
        printf("int value=%d\n", p->a);
    } else {
        printf("double value=%f\n", p->b);
    }
}

int main()
{
    int a = 3;
    double b = 8.25;
    f(1, (union u *)&a);
    f(0, (union u *)&b);
    return 0;
}

在这个例子中,指向int和double,都是其成员的指针union u被传递给union u *期望a的函数.将一个标志传递给函数以告诉它要访问哪个"成员".

假设,在这种情况下,访问的成员与实际传入的对象的类型匹配,上述代码是否合法？

我既编这对GCC 6.3.0 -O0和-O3无一不得到所需要的输出:

int value=3
double value=8.250000

Answer 1

在此示例中，指向 int 和 double 的指针（两者都是联合 u 的成员）被传递到需要联合 u * 的函数。一个标志被传递给函数来告诉它要访问哪个“成员”。

假设像本例一样，访问的成员与实际传入的对象类型匹配，那么上面的代码合法吗？

您似乎将有关严格别名规则的分析重点放在联合成员类型上。然而，鉴于

union a_union {
    int member;
    // ...
} my_union, *my_union_pointer;

，我倾向于认为，除了访问成员类型的对象之外，形式my_union.member和my_union_pointer->member表达式的表达式还访问类型对象的存储值。union a_union因此， ifmy_union_pointer实际上并不指向有效类型为 的对象union a_union，那么确实违反了严格的别名规则（就类型而言union a_union），因此行为是未定义的。

Answer 2

关于严格别名，从类型指针（例如&a）到包含该类型的联合指针不存在问题。它是严格别名规则 C17 6.5/7 的例外之一：

\n\n

\n

对象的存储值只能由具有以下类型之一的左值表达式访问：
\n - 与对象的有效类型兼容的类型，/--/
\n - 包含一个的聚合或联合类型其成员中具有上述类型\n

\n

\n\n

因此，只要union包含int/ ，就严格别名而言就可以了double。指针转换本身也是明确定义的。

\n\n

当您尝试访问内容时就会出现问题，例如较大int的double. 这可能是 UB 的原因有多种 - 我至少可以想到 C17 6.3.2.3/7：

\n\n

\n

指向对象类型的指针可以转换为指向不同对象类型的指针。如果生成的指针未针对引用类型正确对齐⁶⁹⁾，则行为未定义。

\n

\n\n

非规范性脚注提供了更多信息：

\n\n

\n

⁶⁹⁾一般来说，概念\xe2\x80\x9c正确对齐\xe2\x80\x9d是传递性的：如果指向类型A的指针对于指向类型B的指针正确对齐，\n反过来又对于指针正确对齐类型 C，则指向类型 A 的指针与指向类型 C 的指针正确对齐。

\n

\n