c - 为 union 分配内存以及 union 指针和指针 union 之间的区别

Question

自从我的问题here无法自信地回答，我在这里再次询问，希望有人确切知道:

1. 指向 union 的指针和包含指向其元素的指针的 union 之间有什么区别(除了语法之外)吗？ this中生成的程序集示例是相同的。
2. 只要我从不访问其他成员，是否可以只为其中一个成员(不是最大的成员)分配内存？

关于第二个问题，C89草案6.5.2.1说:

The size of a union is sufficient to contain the largest of its members - The value of-at most one of the members can be stored in a union object at any time. A pointer to a union object suitably converted points to each of its members (or if a member is a bit-field. then to the unit in which it resides) and vice versa.

因此，至少在正确转换时，只为其中一个成员分配空间应该没问题，但我找不到任何东西可以保证在使用 union 时仅使用所访问成员的相应位。

编辑:

给出以下定义:

typedef struct s1
{
    int a;
} s1;

typedef struct s2
{
    int a;
    int b;
} s2;

union u1
{
    s1 a;
    s2 b;
};

这合法吗:

union u1 *u = malloc(sizeof(s1));
u->a.a = 3;
printf("s1.a=%d\n", u->a.a);
printf("s2.a=%d\n", u->b.a);

Answer 1

我认为您误解了指向 union 体的指针。

使用示例代码的一部分(您应该在问题正文中真正包含它)

union u1
{
    s1 a;
    s2 b;
};

那么如果你有

union u1 my_union;

保证 &my_union 等于例如&my_union.a 和 &my_union.b。

<小时/>

关于

union u1 *u = malloc(sizeof(s1));
u->a.a = 3;
printf("s1.a=%d\n", u->a.a);
printf("s2.a=%d\n", u->b.a);

这之所以有效，有两个原因:允许使用 union 进行类型双关，并且 u->a.a 和 u->b.a 的大小完全相同，并且在完全相同的位置。我的看法是，从技术上讲它是 UB，但由于其他要求而有效。

如果您尝试访问 u->b.b，UB 将得到保证。