强制转换是否会删除 C/C++ 中的字节序依赖？

Question

即如果我们将名为 arr 的 C 或 C++ 无符号字符数组转换为 (unsigned short*)arr 然后分配给它，结果是否与机器字节序无关？

旁注 - 我看到了关于 IBM 和其他地方关于 SO 的讨论：

unsigned char endian[2] = {1, 0};
short x;
x = *(short *) endian;

...表示 x 的值将取决于字节序的布局，因此取决于机器的字节序。这意味着取消引用数组是依赖于字节序的，但是分配给它呢？

*(short*) endian = 1;

无论字节顺序如何，是否所有未来的短解引用都保证返回 1？

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阅读回复后，我想发布一些背景信息：

在这个结构中

struct pix { 
    unsigned char r; 
    unsigned char g;
    unsigned char b; 
    unsigned char a; 
    unsigned char y[2]; 
 }; 

用 unsigned short y 替换 unsigned char y[2] 没有个体差异，但是如果我将这些结构组成一个数组并将其放入另一个结构中，那么我注意到容器结构的大小往往是“无符号短”版本更高，因此，由于我打算制作一个大数组，因此我选择了 unsigned char[2] 以节省空间开销。我不知道为什么，但我想在内存中对齐 uchar[2] 更容易。

因为我需要对变量 y 进行大量数学运算，这意味着它是一个单一的短长度数值，我发现自己为了避免单独访问 uchar 字节而将其转换为 short 很多...排序一种避免丑陋的字节特定数学的快速方法，但后来我想到了字节顺序以及如果我只是将所有内容都转换为这样，我的数学是否仍然正确

*(unsigned short*)this->operator()(x0, y0).y = (ySum >> 2) & 0xFFFF;

...这是一个程序中的一行，它在二维数组中平均 4 个相邻的邻居，但关键是我有一堆需要对 uchar[2] 字段进行操作的操作作为一个单一的短片，我试图找到最轻的（即，每次我需要访问或分配时都没有基于字节序的 if-else 语句），与短片无关的字节序无关方式。

Answer 1

由于严格的指针别名，它是未定义的行为，所以它可能是任何东西。如果您对联合执行相同操作但答案是否定的，则结果取决于机器字节序。

Answer 2

short 的每个可能值都有一个所谓的“对象表示”[*]，它是一个字节值序列。当short 类型的对象保存该值时，该对象的字节保存该值序列。

您可以将字节顺序视为对象表示依赖于实现的方式之一：地址最低的字节是保存值的最高有效位还是最低有效位？

希望这能回答您的问题。假设您已经安全地将1 的有效对象表示形式作为短路写入某个内存，当您从同一内存中读回它时，您将再次获得相同的值，而不管1 的对象表示实际上是什么在那个实现中。尤其是不管字节顺序。但正如其他人所说，您必须避免未定义的行为。

[*] 或者，在奇异的架构上，同样的值可能有不止一个对象表示。

Answer 3

是的，所有未来的取消引用也将返回 1：由于 1 在类型 short 的范围内，它最终会在未修改的内存中，并且一旦它存在就不会在你背后改变。

但是，代码本身违反了有效类型：将unsigned char[2] 作为short 访问是非法的，如果您的架构不支持非对齐访问并且您特别不走运，则可能会引发SIGBUS。

但是，任何对象的字符访问始终是合法的，您的代码的可移植版本如下所示：

short value = 1;
unsigned char *bytes = (unsigned char *)&value;

value 是如何存储在内存中的当然仍然是实现定义的，即如果不进一步了解架构，您将无法知道以下将打印什么：

assert(sizeof value == 2); // check for size 2 shorts
printf("%i %i\n", bytes[0], bytes[1]);