我是否正确应用了严格别名规则？

Question

我是否正确应用了严格别名规则？

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我目前的（简化版）缓冲区API如下：

typedef struct {
    size_t offset;
    size_t size;
    uint8_t *data;
} my_buffer;

// Writes an unsigned int 8 to the buffer
bool my_buffer_write_u8(my_buffer *buffer, uint8_t value) {
    if (buffer->offset >= buffer->size) return false;

    buffer->data[buffer->offset] = value;
    ++buffer->offset;
    return true;
}

然而，在我重新了解C语言中的严格别名规则后，我对这种用法并不确定：

    char string[32];

    my_buffer buffer;
    buffer.size = sizeof(string);
    buffer.data = string; // <-- I think this violates the strict aliasing rule
    buffer.offset = 0;

    // the function calls access buffer.data which is defined to be `uint8_t *` and not `char *`
    // in other words, I'm manipulating a `char *` through a `uint8_t *`:
    // even though uint8_t is almost always unsigned char, it is nevertheless not the same as unsigned char
    my_buffer_write_u8(&buffer, 'h');
    my_buffer_write_u8(&buffer, 'e');
    my_buffer_write_u8(&buffer, 'l');
    my_buffer_write_u8(&buffer, 'l');
    my_buffer_write_u8(&buffer, 'o');
    my_buffer_write_u8(&buffer, '\0');

我认为在缓冲区结构体中应该使用 void *，然后使用 (char *) 类型转换来访问底层数据:

typedef struct {
    size_t offset;
    size_t size;
    void *data;
} my_buffer;

// Writes an unsigned int 8 to the buffer
bool my_buffer_write_u8(my_buffer *buffer, uint8_t value) {
    if (buffer->offset >= buffer->size) return false;

    unsigned char *data = (unsigned char *)buffer->data;

    data[buffer->offset] = value;
    ++buffer->offset;

    return true;
}

char *、unsigned char *以及signed char * 总是被假定为与其他数据类型别名相同。

但是对于uint8_t *来说，情况不尽相同（按照标准来说）。

如果CHAR_BIT等于8，那么带有(void *)的这个调整后的代码应该与uint8_t版本完全相同。

现在问题来了：我是否正确地应用了严格别名规则？

- Marco

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- tstanisl · Accepted Answer

如果uint8_t与unsigned char不同，将会导致未定义行为。假设uint8_t存在，这是非常不可能的，因为：

CHAR_BIT至少为8，请参见http://port70.net/~nsz/c/c11/n1570.html#5.2.4.2.1p1
unsigned char没有填充位
unsigned char是最小可寻址单元

然而，标准并没有明确要求uint8_t是与unsigned char相同的类型。因此它更多地是由实现定义的。

考虑应用以下主题中的解决方案来检查上述类型是否相同。如何在c中断言两种类型相等？

最好使用char*/unsigned char*来访问数据。但是，如果重构代码会很麻烦，那么只需添加一个检查，检查类型uint8_t和unsigned char是否相同，如果不同则拒绝编译。