Question

这是测试代码：

#include <stdio.h>

struct test
{
   int m[1];
};

struct test2: public test
{
   int m1[22];
   void set(int x, int y) { m[x] = y; }
};

int main()
{
    test2 t;
    t.m[1] = 123;
    t.set(0, 0);
    t.set(1, 1);
    printf("%d %d\n", t.m[0], t.m[1]);
    return 0;
}

我编译一次没有，一次优化：

$ g++ -O0 testf.cpp 
$ ./a.out 
0 1
$ g++ -O2 testf.cpp 
$ ./a.out 
1 123

在我看来，gcc看到数组大小为m [1]并优化对它的访问，以便始终到第一个元素m [0]。问题是：它是优化错误还是，某些C ++规则被破坏，以便gcc可以做它做的事情，如果是，那么什么规则？

请注意，由于额外的m1 [22]内存（在真实应用程序中设计），不会发生内存/堆栈溢出。我不问这是不是一个好的编程风格，我只是好奇得到上面问题的正确答案。

更新：我接受了std详细信息的答案，但最大的帮助是评论，其中包含以下链接：Is the "struct hack" technically undefined behavior?

Answer 1

您的程序有未定义的行为。这里：

t.m[1] = 123;

您正在写入一个越界位置（m是一个元素的数组，并且您正在索引一个不存在的第二个元素），同样适用于：

t.set(1, 1);

因为它基本上结束了：

m[1] = 1;

对于具有未定义行为的程序，您不能指望任何事情 - 特别是不一致的行为。

Answer 2

以下是5.7中的相关规则：

当一个具有整数类型的表达式被添加到指针或从指针中减去时，结果具有指针操作数的类型...如果指针操作数和结果都指向同一个数组对象的元素，或者一个超过数组对象的最后一个元素，评估不应产生溢出;否则，行为未定义。

回想一下，t.m[i]等同于*(t.m+i)，因此指针添加规则发挥作用。

显然，指针操作数t.m和结果(t.m + 1)不指向同一数组对象的成员。但是，在这种情况下，结果是“一个超过数组对象的最后一个元素”。因此指针有效，但不能在严格的指针安全规则下解除引用。由于您试图取消引用它，因此您将回到未定义的行为。

请注意，不能保证t.m + 1 == t.m1，因为允许编译器在基础子对象和成员之间插入填充。

另请注意，编译器需要生成对表达式reinterpret_cast<int*>(reinterpret_cast<intptr_t>(t.m) + i * sizeof (int))的正确位置的内存访问，除非它定义__STDCPP_STRICT_POINTER_SAFETY__。但是没有说明它与m1数组的重叠方式。而且你可能会覆盖编译器在那里编写的某种神奇元数据（当然更可能是多态类型）。

gcc优化bug还是C ++规则坏了？

2 个答案: