是否需要为所有成员对齐指向联合的指针

Question

给定

typedef union { unsigned char b; long l; } BYTE_OR_LONG;

拥有一个函数是否合法

unsigned long get_byte_or_long(BYTE_OR_LONG *it)
{
  if (it->b)
    return it->b;
  else
    return decode_long(it->l); // Platform-dependent method
                               // Could return (it), (it>>8), etc.
}

然后调用它

void test()
{
  long l = encode_long(12345678);  // Platform-dependent; could return
                                   // (it<<8), (it & 16777215), etc.
  char b[2] = {12,34};
  BYTE_OR_LONG *bl[3];
  bl[0] = (BYTE_OR_LONG*)&l;
  bl[1] = (BYTE_OR_LONG*)b;
  bl[2] = (BYTE_OR_LONG*)(b+1);
  for (int i=0; i<3; i++)
    printf("%lu\n", get_byte_or_long(bl[i]));
}

当然构造一个未对齐的BYTE_OR_LONG *p 然后访问p->l 将是未定义的行为。此外，即使将未对齐的指针强制转换为(unsigned long*) 的行为也会是未定义行为，因为对于这种类型的实现可能不需要像char* 那样多的位。然而，有了工会，事情似乎还不清楚。

据我了解，指向联合的指针应该等同于指向其任何元素的指针。这是否意味着保证指向联合类型的指针所需的实现必须能够识别其中包含的任何类型的任何实例[因此BYTE_OR_LONG* 必须能够识别任何unsigned char]，还是需要程序员只转换为满足其中每个组成部分的每个对齐要求的联合类型指针？

Answer 1

指向对象类型的指针可以转换为指向不同对象类型的指针。如果结果指针未正确对齐引用类型 [...]，则行为未定义。 [C11 (n1570) 6.3.2.3 p7]

我找不到任何关于联合对齐要求的明确保证，因此到联合指针的转换似乎不是严格符合的。在我的机器上，_Alignof(char) 是 1，但 _Alignof(BYTE_OR_LONG) 是 4。

这是否意味着保证指向联合类型的指针必须能够识别其中包含的任何类型的任何实例所需的实现[因此BYTE_OR_LONG* 必须能够识别任何无符号字符] ，还是要求程序员只转换为满足其中每个组成部分的每个对齐要求的联合类型指针？

不，指向T 的指针可以指向任何包含T 的联合，不一定反过来。据我所知，工会的结盟要求甚至可能比其所有成员的要求更严格。

Answer 2

这是否意味着需要保证指向联合类型的指针的实现必须能够识别其中包含的任何类型的任何实例...？

长问题，短答案：是的。

（稍后我会挖掘标准参考）

基本上这是因为结构/联合的第一个元素保证在它之前没有填充。