Question

说我有以下声明

my_header.h

struct my_struct;

struct my_struct* my_struct_create();
void my_struct_use(struct my_struct*);
void my_struct_delete(struct my_struct*);

如果我们在my_header.c中对它们进行如下定义：

struct some_struct_came_from_3rdparty_lib;

struct my_struct* my_struct_create(){
    struct some_struct_came_from_3rdparty_lib *ptr = //create object
    return (struct my_struct*) ptr; //valid pointer conversion, ok
}
//void my_struct_use and void my_struct_delete definition omitted

问题：以下代码是否会导致UB：

struct my_struct *ptr = my_struct_create();
my_struct_use(ptr);

我认为是的。即使标准允许我们转换正确对齐的指针6.3.2.3(p7)：

指向对象类型的指针可能会转换为指向对象类型的指针不同的对象类型。如果结果指针不正确对于引用类型，该行为是不确定的。

struct my_struct*和struct some_struct_came_from_3rdparty_lib*仍然是不兼容的类型6.7.6.1(p2)：

要使两种指针类型兼容，两者应相同合格，并且两者都应指向兼容类型的指针。

因此，通过语句struct some_struct_came_from_3rdparty_lib *中类型为struct my_struct *的左值访问（读取）struct my_struct *ptr = my_struct_create()会导致UB。这个理由有意义吗？

Answer 1

从技术上讲，这取决于my_struct_use的工作。但是，如果它是理智的，并且它所做的全部都被投射回正确的类型，如下所示：

void my_struct_use(struct my_struct *ptr)
{
    struct some_struct_came_from_3rdparty_lib *use = (struct some_struct_came_from_3rdparty_lib*)ptr;
    // ... use ptr
}

那么就没有未定义的行为。您永远不会像其他任何类型一样访问类型struct some_struct_came_from_3rdparty_lib *的左值。在my_struct_use内部，ptr实际上是struct my_struct *类型的（它是由强制转换产生的，并产生一个新值）。然后完全可以将此（返回）转换为struct some_struct_came_from_3rdparty_lib *，并再次产生该类型的新值。

如果您改为这样做，则会为未定义行为：

struct some_struct_came_from_3rdparty_lib * use = *(struct some_struct_came_from_3rdparty_lib**)(&ptr);

然后，您将通过类型为ptr的左值（通过取消引用转换结果而产生）访问struct my_struct*，这是类型为struct some_struct_came_from_3rdparty_lib*的对象。

Answer 2

简单地说，如果您的C文件具有

typedef struct some_struct_came_from_3rdparty_lib my_struct;

那很好，否则就是不确定的行为。

或者，您可以定义my_struct使其包含some_struct_came_from_3rdparty_lib作为其第一位成员。

所有重要的事情是如何在.c文件中的指针之间进行转换以及如何访问数据。

已声明但从未定义的不透明结构

2 个答案: