Question

我试图理解以下陈述在C99标准中的含义（C99; ISO / IEC 9899：1999 6.5 / 7）

对象的存储值只能由左值访问   具有以下类型之一的表达式73）或88）：



（其他与问题无关的陈述）



包含上述内容之一的聚合或联合类型   其成员之间的类型（包括，递归地，成员   subaggregate或contains union）

请考虑以下事项：

typedef struct MyComplex {
    float real;
    float imag;
} MyComplex;

MyComplex *carray = malloc(sizeof(*carray) * 10);
float *as_floats = (float *)carray;

这是否合法，因为MyComplex结构包含float指针的兼容as_floats类型？

另一种方式呢？即：

float *farray = malloc(sizeof(*farray) * 10);
MyComplex *as_complex = (MyComplex *)farray;

在这两种情况下，最终，我们在这里处理的所有内容都是float，所以也许可以吗？我只是不确定。

我问，因为我正在处理遗留的代码库，它在所有地方都有这种东西，到目前为止，一切似乎都很好。但我觉得我们在这里玩火。试着弄清楚我是否需要在编译器命令行上禁用严格别名。

Answer 1

6.7.2.1中的注释13（我相信）标准condones案例＃1的所有版本都是明确的。你很少会得到更明确的答案！我的重点

在结构对象中，非位字段成员和单位哪些位字段驻留的地址按顺序增加他们被宣布。 适当地指向结构对象的指针已转换，指向其初始成员（或者如果该成员是位字段，然后到它所在的单元，反之亦然。结构对象中可能有未命名的填充，但不在其中开始。

http://port70.net/~nsz/c/c99/n1256.html#6.7.2.1

YES！您可以构建一个结构来直接访问其第一个成员！为什么有人认为比&(carray->real)更好不清楚。但这绝对是合法的。

正如另一位评论者所指出，我在之前的一个问题中讨论过案例＃2。

Aliasing Arrays through structs

结论是，案例＃2是访问成员real的好方法。此外，如果结构没有内部填充（取决于平台），您甚至可以通过imag访问数组的第二个成员。

我说平台依赖，但其他调查没有提供这样的结构包括填充的已知平台。

Answer 2

我尝试使用这种投射方法重现一些问题。一个问题是当struct使用位字段和另一个时 - 当有编译器指令强制结构成员对齐到某个大小时：

// issue 1 : problem with bitFields
typedef struct MyComplex_1 {
    unsigned int real : 1;
    unsigned int imag : 2;
} MyComplex_1;

// issue 2 : problem with members forced alignment
typedef struct MyComplex_2 {
    unsigned int real;
    unsigned int imag;
} __attribute__ ((aligned (64))) MyComplex_2; // GCC compiler directive

int main()
{
    MyComplex_1 arr_1[] = {{1, 2}, {1, 2}};
    MyComplex_2 arr_2[] = {{1, 2}, {1, 2}};

    int i;

    // for bitfield issue
    for (i=0; i<2; i++)
        printf("struct (%d,%d)\n", arr_1[i].real, arr_1[i].imag);

    for (i=0; i<4; i++)
        printf("var (%d)\n", ((unsigned int*)arr_1)[i]);

    // for struct member forced alignement issue
    for (i=0; i<2; i++)
        printf("struct (%d,%d)\n", arr_2[i].real, arr_2[i].imag);

    for (i=0; i<4; i++)
        printf("var (%d)\n", ((unsigned int*)arr_2)[i]);

    return 0;
}

可能会有更多问题，但在我看来这件事有风险。

Answer 3

我同意你玩火，但不是因为你引用的标准部分。

任何对象，包括作为聚合类型（数组或结构）对象组件的对象，都以地址和类型为特征。在给出声明的情况下，考虑访问这些形式（对于0 <= n <10）：

/* 1 */
carray[n].real

/* 2 */
asfloats[n * 2]

标准说上面的两种形式都是允许访问float对象的方法，但它没有说明它们是否都引用相同的对象，或后者是否引用任何对象。他们可能都被允许，可能甚至意味着相同的东西，但这取决于struct MyComplex的实现定义表示（除了{{1}时}为零，这两个总是被允许和等价的。）

例如，如果n具有四字节表示，并且编译器恰好填充float表示为16字节的倍数，那么类型（2）的一些访问（旨在<{1}}成员通过struct）将无效。

访问real成员会更糟糕：如果编译器选择在8字节边界上对齐每个成员，那么也可以使用它，因此需要在float *之间填充和imag。

另请注意，填充不一定是实现的固定特征。许多编译器提供了影响其填充决策的选项，因此您使用的代码是否已定义行为可能取决于您的编译器选项。

与聚合或联合类型相关的严格别名

3 个答案: