C 标准：结构和联合说明符：'suitably converted' 的确切定义是什么？

Question

N2479 C17..C2x 工作草案 — 2020 年 2 月 5 日 ISO/IEC 9899:202x (E)（强调已添加）：

6.7.2.1 Structure and union specifiers

17 Within a structure object, the non-bit-field members and the units in which bit-fields reside have addresses that increase in the order in which they are declared. A pointer to a structure object, suitably converted, points to its initial member (or if that member is a bit-field, then to the unit in which it resides), and vice versa. There may be unnamed padding within a structure object, but not at its beginning.

18 The size of a union is sufficient to contain the largest of its members. The value of at most one of the members can be stored in a union object at any time. A pointer to a union object, suitably converted, points to each of its members (or if a member is a bit-field, then to the unit in which it resides), and vice versa.

问题：suitably converted的确切定义是什么？

补充：如果suitably converted没有确切的定义，那么C实现是否应该记录它的理解？例如（C/C++ 预处理器域），Microsoft 将术语 single item（C++，N4713）理解为 single, permanently indivisible preprocessor token（这会导致从 gcc/clang/other 移植代码时出现问题，这有不同的理解），但是，他们似乎没有记录他们对 single item.

的理解

Answer 1

Question: what is the exact definition of suitably converted?

C 标准没有给出“适当转换”的任何“确切定义”。

我将其解释为“指向初始成员类型的指针”或“指向结构类型的指针”类型的任何转换序列，以便转换规范确保最终指针指向适当的地址。（例如，尚未通过可能不正确对齐的转换。）

Extra: if there is no exact definition of suitably converted, then shall the C implementation document its understanding?

C 标准不要求 C 实现记录其对“适当转换”的理解或解释。

Answer 2

在此上下文中，“适当转换”是指转换为适当的兼容类型。例如：

#include <stdio.h>

struct mystruct {
    double a;
    int b;
};

int main()
{
    struct mystruct s = { 2.5, 4 };
    double *d = (double *)&s;
    printf("%f\n", *d);   // prints 2.500000
    return 0;
}

此处 struct mystruct 的第一个成员的类型为 double。因此，在这种情况下，“适当的转换”意味着 struct mystruct * 可以通过显式转换转换为 double * 并且它将指向 a 成员。

Answer 3

这个词没有特殊含义。

您正在处理从类型 A 到类型 B 的转换。类型 A 是指向结构的指针类型。没有指定类型 B，只是它必须适合用作指向初始成员的指针。因此，它必须是一个指针（所以我们只处理两个指针类型之间的转换）并且它必须遵循严格的别名规则（目标类型可以是指向窄字符类型的指针，std::byte，实际类型第一个成员的类型，或表示兼容的类型，例如仅在符号上有所不同）。

任何导致合适指针的指针转换满足“适当转换”。

Answer 4

这不是一个正式的术语，但从字里行间我们可以看出它用来表示有效的指针转换。并且需要程序员通过强制转换的方式显式执行。

在 C 中，几乎任何对象指针都可以转换为另一个对象指针转换。但是，如果您通过错误的类型取消引用这样的指针，会发生什么情况就完全不同了。大多数情况下，这是定义不明确的行为。

本例中的有效指针转换：

指向与第一个成员的类型兼容的类型的指针。¹⁾ ²⁾ ³⁾
空指针。 ¹⁾ ²⁾
指向字符类型的指针。²⁾
指向另一个结构类型的指针，其中两个结构都是 union 的一部分并共享兼容类型的公共初始成员。⁴⁾

可选地，上述任何情况下的指针都可以是类型限定的。除非第一个成员是限定类型，在这种情况下指针需要共享该类型的所有限定符。 ¹⁾ ³⁾

¹⁾简单赋值规则6.5.16.1.
²⁾指针转换规则(6.3.2.3).
³⁾兼容类型限定符规则(6.7.3).
⁴⁾普通初始序列规则(6.5.2.3).

常见的初始序列一是一个奇怪的规则，显然编译器支持很差，但它符合“严格别名”。

C 标准：结构和联合说明符：'suitably converted' 的确切定义是什么？

C standard: structure and union specifiers: what is the exact definition of 'suitably converted'?

c

struct

unions

language-lawyer

c17