c++ - C/C++ 严格别名、对象生命周期和现代编译器

Question

我对 C++ 严格别名规则及其可能的影响感到困惑。考虑以下代码:

int main() {
  int32_t a = 5;
  float* f = (float*)(&a);
  *f = 1.0f;

  int32_t b = a;   // Probably not well-defined?
  float g = *f;    // What about this?
}

查看 C++ 规范，第 3.10.10 节，从技术上讲，给定的代码似乎都没有违反那里给出的“别名规则”:

If a program attempts to access the stored value of an object through an lvalue of other than one of the following types the behavior is undefined:
... a list of qualified accessor types ...

• *f = 1.0f; 不会违反规则，因为无法访问 存储的值，即我只是通过指针写入内存。我不是从内存中读取或试图在这里解释一个值。
• int32_t b = a; 行没有违反规则，因为我是通过它的原始类型访问的。
• float g = *f; 行并没有因为同样的原因违反规则。

在 another thread , 成员 CortAmmon 实际上在响应中提出了相同的观点，并补充说，通过写入 事件对象 产生的任何可能的未定义行为，如 *f = 1.0f;，将由标准的“对象生命周期”定义来解释(这对于 POD 类型来说似乎微不足道)。

但是:互联网上有大量的证据表明上述代码将在现代编译器上产生 UB。见 here和 here例如。
大多数情况下的论点是编译器可以自由地将 &a 和 f 视为彼此没有别名，因此可以自由地重新调度指令。

现在最大的问题是，这种编译器行为是否真的是对标准的“过度解释”。
该标准唯一一次专门讨论“别名”是在 3.10.10 的脚注中，其中明确指出这些是管理别名的规则。
正如我之前提到的，我没有看到任何上述代码违反标准，但很多人(可能还有编译器人员)会认为它是非法的。

我真的很感谢您在此处进行澄清。

小更新:
正如成员 BenVoigt 正确指出的那样，在某些平台上，int32_t 可能与 float 不一致，因此给定的代码可能违反了“存储足够对齐和大小”的规则。我想说的是，在大多数平台上，故意选择 int32_t 以与 float 对齐，并且这个问题的假设是类型确实对齐。

小更新#2:
正如几位成员所指出的，int32_t b = a; 行可能违反了标准，尽管不能绝对肯定。我同意这一观点，并且在不改变问题的任何方面的情况下，请读者从我上面的声明中排除该行，即没有任何代码违反标准。

Answer 1

你的第三个要点错了(也许第一个也是)。

您声明“float g = *f; 行并没有出于同样的原因违反规则。”，其中“同样的原因”(有点模糊)似乎是指到“通过其原始类型访问”。但这不是你在做什么。您正在通过 float 类型的左值(从表达式 *f 获得)访问 int32_t(名为 a) >)。所以你违反了标准。

我也相信(但不太确定)存储一个值是对(那个)存储值的访问，所以即使 *f = 1.0f; 也违反了规则。