c cast and deference a pointer 严格别名

Question

在 http://blog.regehr.org/archives/1307 中，作者声称以下代码段具有未定义的行为：

unsigned long bogus_conversion(double d) {
  unsigned long *lp = (unsigned long *)&d;
  return *lp;
}

参数基于http://port70.net/~nsz/c/c11/n1570.html#6.5p7，指定了允许访问的情况。然而，在这个要点的脚注 (88) 中，它说这个列表仅用于检查别名目的，所以我认为这个片段很好，假设 sizeof(long) == sizeof(double).

我的问题是上面的片段是否被允许。

Answer 1

代码段有误，但不是因为别名。首先，有一个简单的规则表明，将指针引用到具有与其有效类型不同的类型的对象是错误的。这里的有效类型是double，所以有错误。这种保护措施存在于标准中，因为 double 的位表示不能是 unsigned long 的有效表示，尽管现在这很奇特。

其次，从更实际的角度来看，double 和 unsigned long 可能具有不同的对齐属性，以这种方式访问它可能会产生总线错误或只有运行时间惩罚。

一般来说，像这样的指针几乎总是错误的，没有定义的行为，是糟糕的风格，而且无论如何基本上都是无用的。在关于这些问题的争论中专注于 aliasing 是一个坏习惯，可能源于难以理解和可怕的 gcc 警告。

如果你真的想知道某种类型的位表示，"effective type"规则有一些例外。 C 标准明确定义了两种可移植的解决方案：

使用 unsigned char* 并检查字节。
使用包含两种类型的 union，将值存储在那里并使用另一种类型读取它。通过这种方式，您告诉编译器您想要一个可以被视为两种类型的对象。但是这里你不应该使用 unsigned long 作为目标类型，而是 uint64_t，因为你必须确保大小正是你认为的那样，并且没有陷阱表示。

为了说明这一点，这里有与问题中相同的功能，但具有定义的行为。

unsigned long valid_conversion(double d) {
  union {
    unsigned long ul;
    double d;
  } ub = { .d = d, };
  return ub.ul;
}

我的编译器（Debian 上的 gcc，没什么特别的）将它编译成完全与问题中的代码相同的汇编程序。只有你知道这个代码是可移植的。

c cast and deference a pointer strict aliasing