在不违反标准的情况下使用指向结构的指针对数组进行别名

Question

阅读this 我了解到，如果结构具有兼容的成员，即给定以下结构，您可以对结构进行别名（即不违反标准）：

typedef struct {
    uint32_t a;
    uint32_t b;
} Frizzly;

以下内容会破坏别名规则：

uint32_t foo(uint16_t *i) {
    Frizzly *f = (Frizzly *)i;
    return f->a;
}

但以下不会：

uint32_t foo(uint32_t *i) {
    Frizzly *f = (Frizzly *)i;
    return f->b;
}

因为所讨论的“聚合类型”包含与我们要转换为它的指针兼容的类型，即指向类型uint32_t 的指针可以转换为包含类型成员（或成员）的结构uint32_t 不破坏别名规则。

首先，我是否理解正确？

其次，结构中（其他）变量的顺序和类型是否重要？假设Frizzly 定义如下：

typedef struct {
    uint16_t b[2];
    uint32_t a;
}

在第二个示例中的强制转换之后，b 现在由不兼容 (uint32_t) 类型的内存支持。转换是否仍然有效（或者更确切地说，通过转换的指针访问值）？ a 的任一元素的更改是否会改变 i 的第一个元素的值（反之亦然），就像禁用了严格别名一样？

另外，如果上述内容有效，如果我有一个这样的结构怎么办：

typedef struct {
    void *m;
    uint16_t hooah[4];
} Bar;

如果我没记错的话，下面的演员表会破坏别名规则：

void test(char *boo, size_t dee) {
    Bar *bar = (Bar *)(boo + dee);
    do_other_stuff(bar);
}

我可以通过将单个unsigned char 成员添加到结构中来使强制转换有效吗？换句话说，转换不兼容类型的指针通常会破坏别名规则，但是由于从指向包含X 类型成员的结构的指针转换为指向X 的指针是一个例外，因此任何从指针到的转换都可以-X 到聚合-Y 只需将 X 类型的（可能是虚拟的）成员添加到 Y 中就有效？

（我实际上并没有在编译器中测试上面的代码sn-ps。）

编辑：

我知道我的措辞和示例可能相当糟糕，所以我将尝试重新表述这个问题：如果我理解正确，指向结构的指针对类型为“X”的元素数组进行别名是合法的只要结构包含“X”类型的成员。现在，当取消引用结构的成员时，该成员是否必须是“X”类型，或者是为结构的所有成员制定的严格别名规则的例外，无论它们的类型如何只要有一个适当类型的成员？

Answer 1

根据ISO/IEC9899/TC2 第 6.7.2.1 节第 13 段：

一个指向结构对象的指针，经过适当转换，指向它的初始成员（或者如果该成员是位域，则指向它所在的单元），反之亦然

因此，只要您将结构指针转换为第一个成员的指针类型，它就不应违反严格别名（在第 6.5 节第 7 节中指定），也可以通过以下方式访问元素

在其成员中包含上述类型之一的聚合或联合类型（递归地包括子聚合或包含联合的成员）

但这只能在另一个方向上起作用（通过结构指针访问成员，而不是通过成员指针访问结构）

Answer 2

您的任何示例都没有违反规则，甚至将 char 数组转换为结构指针。
您只需要关心：

• 数组足够大
• 成员对齐