c - 在不违反 C99 中严格的别名规则的情况下使用 void * 输入双关语

Question

我最近遇到了严格的别名规则，但我很难理解如何在不违反规则的情况下使用 void * 执行类型双关。

我知道这违反了规则:

int x = 0xDEADBEEF;

short *y = (short *)&x;
*y = 42;

int z = x;

而且我知道我可以安全地使用 C99 中的 union 来进行类型双关:

union{
    int x;
    short y;
} data;

data.x = 0xDEADBEEF;
data.y = 42;

int z = data.x;

但是如何使用 void * 在 C99 中安全地执行类型双关？以下是否正确:

int x = 0xDEADBEEF;

void * helper = (void *)&x;

short *y = (short *)helper;
*y = 42;

int z = x;

我怀疑代码仍然会违反严格的别名规则，因为变量 x 地址处的内存可以被 x 和取消引用的 y 修改。

如果通过 void * 未定义类型双关，那么 C99 中 void * 的目的是什么？

Answer 1

void * 与类型双关无关。其主要目的是:

1. 允许不关心调用者存储在那里的对象类型的通用分配和释放操作(例如 malloc 和 free) .

2. 允许调用者通过函数传递指向任意类型的指针，该函数将通过回调将其传回(例如 qsort 和 pthread_create) .在这种情况下，编译器无法强制执行类型检查；在编写调用程序和回调时，您有责任确保回调访问具有正确类型的对象。

指向 void 的指针也用在一些地方(如 memcpy)，它们实际上作为覆盖 unsigned char [] 对对象进行操作> 对象的表示。这可以被视为类型双关，但它不是别名违规，因为 char 类型允许对任何内容进行别名以访问其表示。在这种情况下，unsigned char * 也可以，但是 void * 的优点是指针会自动转换为 void *。

在您的示例中，由于原始类型是 int 而不是 union ，因此没有合法的方式来类型双关并将其作为 short 访问。您可以改为将 x 的值复制到 union ，在那里执行明确定义的类型双关，然后将其复制回来。一个好的编译器应该完全省略副本。或者，您可以将写入分解为 char 写入，然后这将是合法的别名。