c - 将数组转换为 char* 是否意味着对字符串长度的限制？

Question

这段代码应该打印什么？

#include <stdio.h>
#include <string.h>

struct S
{
    int x[1];
};

union U
{
    struct S arr[64];
    char s[256];
};

int main()
{
    union U u;
    strcpy(u.s, "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz");
    size_t len = strlen((char*)&u.arr[1].x);
    puts(len > 10 ? "YES" : "NO");
    return 0;
}

Clang 总是打印“YES”。 GCC 8.1 通过优化打印“NO”，但不发出警告。它是否利用了一些未定义的行为？

Answer 1

是的，gcc 8.1 正在使用未定义的行为。在调用 strlen 时，您对大小为 1 的数组 int 有越界访问。

strlen((char*)&u.arr[1].x);

&u.arr[1].x的类型是int (*)[1]。然后您将其转换为 char*。除非用作 sizeof 的操作数，否则数组的地址与第一个元素的地址具有相同的值。因此在强制转换之前它将具有 &u.arr[1].x[0] 的值，其类型为 int[1]。假设 sizeof(int) == 4，您可以看到读取超过 4 个字节会导致越界访问。

在大小为 1 的数组之后是否有有效内存并不重要。如果您使用小尺寸的基指针派生指针并从中读取，则行为未定义。

您可以通过将数组大小更改为 1、2 和 3 并检查 gcc 生成的程序集来确认 this 是确切原因。

对于 1 和 2，它生成 puts("NO")。但是对于 3，它会生成预期的代码。这是因为您要与 10 进行比较。使用 int[2]，长度永远不会大于 10(不调用 UB)。但是 3 的最大字节数是 12。

你可以在这里看到生成的程序集 -

array of size 3对比array of size 2

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