我想知道所提供的示例在 C 中是否安全（无 UB）：
typedef struct {
uint32_t a;
} parent_t;
typedef struct {
parent_t parent;
uint32_t b;
} child_t;
typedef struct {
uint32_t x;
} unrelated_t;
void test_function(parent_t* pParent) {
((child_t*)pParent)->b = 5U; // downcast is valid only if relation chain is valid
}
int main()
{
child_t child;
unrelated_t ub;
test_function((parent_t*)&child); // valid upcast?
test_function((parent_t*)&ub); // probably UB?
return 0;
}
由于显式转换，没有保证和良好的类型检查，但只要传递正确的参数，这应该可以正常工作吗？
投射规则为https://port70.net/~nsz/c/c11/n1570.html#6.3.2.3p7：
\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，则行为未定义。
\n
同样在结构的情况下https://port70.net/~nsz/c/c11/n1570.html#6.7.2.1p15：
\n\n\n指向结构对象的指针经过适当转换后，指向其初始成员（或者如果该成员是位字段，则指向它所在的单元），反之亦然。
\n
然后访问 https://port70.net/~nsz/c/c11/n1570.html#6.5p7：
\n\n\n对象的存储值只能由具有以下类型之一的左值\n表达式访问：88)
\n\n
\n- 与对象的有效类型兼容的类型，
\n- 与对象的有效类型兼容的类型的限定版本，
\n- 与对象的有效类型相对应的有符号或无符号类型，
\n- 与对象有效类型的限定版本相对应的有符号或无符号类型的类型，
\n- 在其成员中包含上述类型之一的聚合或联合类型（递归地包括子聚合或包含的联合的\n成员），或者
\n- 一种字符类型。
\n
\n\n只要传递正确的参数，这应该可以正常工作吗？
\n
“应该有效”和“保证有效”之间存在着巨大的差距。目标是编写保证按预期工作的代码，它没有未定义的行为，因为无法保证未定义时会发生什么。
\n\n\nRun Code Online (Sandbox Code Playgroud)\ntest_function((parent_t*)&child); // valid upcast?\n
是的，这是定义的行为。&child指向&child.parent，因此结果指针必须正确对齐parent_t。
then(child_t*)pParent也是有效的，因为它指向一个child_t对象。
那么访问((child_t*)pParent)->也是有效的，因为有child_t同类型的对象被访问child_t，所以它肯定是一个兼容的类型。
\n\nRun Code Online (Sandbox Code Playgroud)\ntest_function((parent_t*)&ub); // probably UB?\n
最有可能的是，从to转换指针是完全可以的 \xe2\x80\x93 最有可能等于，因为只有里面。但是，这取决于。当 的结果指针未正确对齐时，它可能无效unrelated_t*parent_t*alingof(unrelated_t)alingof(parent_t)uint32_t(parent_t*)&ubparent_t。
之后，类似的故事，(child_t*)pParent内部具有相同的指针值test_function。请注意，child_t可能有更严格的对齐要求parent_t，因此虽然前一个转换可能有效，但这个可能无效，以同样的方式 \xe2\x80\x93 取决于所涉及类型的对齐要求。
之后，访问该值((child_t*)pParent)->是未定义的行为。unrelated_t通过句柄访问指向对象的指针child_t *是未定义的行为。child_t与以下类型不兼容unrelated_t。