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类型 - 正确地在不兼容但等效的结构内部指针

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我的目标是这样的：

void alloc(*x)
{
    x->ptr = malloc(100);
}

int main()
{
    struct { int z; int *ptr; } foo;
    struct { int z; double *ptr; } bar;

    alloc(&foo);
    alloc(&bar);
    return 0;
}

函数 alloc 应为不同类型的结构分配内存，这些结构基本相同，但使用不同的指针 .

我尝试解决方案的方式如下：

struct generic {
    int z;
    void *ptr;
};

void alloc(void *x)
{
    struct generic *tmp = x;
    tmp->ptr = malloc(100);
}

要么：

union generic {
    void *p;
    struct {
        int z;
        void *ptr;
    } *g;
};

void alloc(void *x)
{
    union generic tmp = {.p = x};
    tmp.g->ptr = malloc(100);
}

它们是正确的还是它们是否会破坏严格别名，因为实际参数与 generic -struct不兼容且解除引用 x 或 tmp.g 无效？

此外，如果这违反了严格别名，它将如何产生影响？严格别名用于不重新加载特定值，假设它们在没有以正确方式别名（char *，void *，union，兼容类型）时无法被修改 . 使用void-pointer作为参数调用 alloc() ，该参数可能是别名，因此调用者可以更改.1806597_ . 在 alloc() 里面我会专门使用类型惩罚指针 . 那么在这种情况下，如果没有正确重新加载会出现问题？

c struct strict-aliasing type-punning

2 回答

  • 0

    您可以将第二个成员放在结构中（以避免指针兼容性问题） .

    C99 6.2.5.26所有结构类型的指针应具有相同的表示和对齐要求 .

    然后你可以使用union来进行类型惩罚（以避免严格的别名问题） .

    struct generic
{
    int z;
    union
    {
        struct {int i;} i;
        struct {double d;} d;
    } *ptr;
};

void alloc(struct generic *x)
{
    x->ptr = malloc(100);
}

int main(void)
{
    struct generic foo;
    struct generic bar;
    alloc(&foo);
    alloc(&bar);
    return 0;
}

    您将不得不访问该结构的成员 . 如果您使用gcc或任何与C11兼容的编译器，则可以使用匿名（未命名）结构成员绕过该问题 .

    似乎没有办法不符合一致的实现 .

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  • 1

    这些片段都不是便携式的 .

    至于第一个， tmp 的类型与 x 指向的对象的类型不兼容，即 struct { int z; int *ptr; } 或 struct { int z; double *ptr; } . 因此，取消引用 tmp 违反了严格的别名规则 .

    第二个片段的问题是，指针与不兼容类型的联合只会告诉编译器指针本身是别名，而不是它们指向的对象，因此它仍然会破坏严格的别名（有关严格别名的更多信息，请参阅here） .

    两个片段忽略的是，不同类型的指针实际上可以具有不同的内部表示（尽管很少见），'s why type-punning a double pointer to a void pointer and later on using it as a double pointer again results in the pointer'的位模式被简单地重新解释，但是没有被转换，可能产生陷阱表示并因此产生无效指针（有关更多信息）内部指针表示，请参阅here） .

    总之，两个片段的整体方法都不可移植，需要重新考虑 .

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