C 别名规则和 memcpy

Question

在回答另一个问题时，我想到了以下示例：

void *p;
unsigned x = 17;

assert(sizeof(void*) >= sizeof(unsigned));
*(unsigned*)&p = 17;        // (1)
memcpy(&p, &x, sizeof(x));  // (2)

第 1 行打破了别名规则。但是，第 2 行是可以的。别名规则。问题是：为什么？编译器是否有关于 memcpy 等函数的特殊内置知识，或者是否有其他一些规则可以使 memcpy 正常？有没有办法在标准 C 中实现类似 memcpy 的函数而不破坏别名规则？

Answer 1

C 标准 对此非常清楚。 p命名的对象的有效类型是void*，因为它有一个声明的类型，见6.5/6。 C99 中的别名规则适用于读取和 写入，根据6.5/7，通过unsigned 左值在(1) 中写入void* 是未定义的行为。

相比之下，(2) 的memcpy 很好，因为unsigned char* 可以为任何对象（6.5/7）起别名。该标准将memcpy7.21.2/1 定义为

对于本子条款中的所有函数，每个字符都应被解释为具有 unsigned char 类型（因此每个可能的对象表示都是有效的并且具有不同的值）。

memcpy 函数将 s2 指向的对象中的 n 个字符复制到 s1 指向的对象中。如果复制发生在重叠的对象之间，则行为未定义。

但是，如果之后存在 p 的使用，则可能会导致未定义的行为，具体取决于位模式。如果没有发生这样的使用，那么该代码在 C 中就可以了。

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根据 C++ 标准，我认为在这个问题上还很不清楚，我认为以下内容成立。请不要将此解释视为唯一可能的解释 - 模糊/不完整的规范留下了很大的猜测空间。

(1) 行存在问题，因为&p 的对齐方式可能不适用于unsigned 类型。它将存储在p 中的对象的类型更改为unsigned int。只要您以后不通过p 访问该对象，别名规则就不会被破坏，但对齐要求可能仍然存在。

但是，(2) 行没有对齐问题，因此是有效的，只要您之后不以void* 的形式访问p，这可能会导致未定义的行为，具体取决于void* 类型的解释方式存储的位模式。我不认为对象的类型因此而改变。

有一个很长的GCC Bugreport 还讨论了通过这种类型转换产生的指针写入的含义以及与placement-new 的区别（该列表上的人不同意它是什么）。