我是否正确应用了严格别名规则？

Question

我当前的（简化的）缓冲区 API 看起来像这样：

typedef struct {
    size_t offset;
    size_t size;
    uint8_t *data;
} my_buffer;

// Writes an unsigned int 8 to the buffer
bool my_buffer_write_u8(my_buffer *buffer, uint8_t value) {
    if (buffer->offset >= buffer->size) return false;

    buffer->data[buffer->offset] = value;
    ++buffer->offset;
    return true;
}

但是，在刷新了我对 C 中严格别名规则的了解之后，我对这个用例不太确定：

    char string[32];

    my_buffer buffer;
    buffer.size = sizeof(string);
    buffer.data = string; // <-- I think this violates the strict aliasing rule
    buffer.offset = 0;

    // the function calls access buffer.data which is defined to be `uint8_t *` and not `char *`
    // in other words, I'm manipulating a `char *` through a `uint8_t *`:
    // even though uint8_t is almost always unsigned char, it is nevertheless not the same as unsigned char
    my_buffer_write_u8(&buffer, 'h');
    my_buffer_write_u8(&buffer, 'e');
    my_buffer_write_u8(&buffer, 'l');
    my_buffer_write_u8(&buffer, 'l');
    my_buffer_write_u8(&buffer, 'o');
    my_buffer_write_u8(&buffer, '[=11=]');

我认为我应该在缓冲区结构中使用 void * 并使用 (char *) 转换来访问基础数据：

typedef struct {
    size_t offset;
    size_t size;
    void *data;
} my_buffer;

// Writes an unsigned int 8 to the buffer
bool my_buffer_write_u8(my_buffer *buffer, uint8_t value) {
    if (buffer->offset >= buffer->size) return false;

    unsigned char *data = (unsigned char *)buffer->data;

    data[buffer->offset] = value;
    ++buffer->offset;

    return true;
}

因为 char *、unsigned char * 和 signed char * 总是假设为其他数据类型的别名。

uint8_t *（按照标准）

就不能这么说了

如果 CHAR_BIT 是 8 那么这个带有 (void *) 的调整后的代码应该和 uint8_t 版本完全一样。

现在问题来了：我是否正确应用了严格别名规则？

Answer 1

如果 uint8_t 与 unsigned char 不同，则为 UB。假设 uint8_t 存在，则可能性很小，因为

CHAR_BIT 至少为 8，参见 http://port70.net/~nsz/c/c11/n1570.html#5.2.4.2.1p1
unsigned char 没有填充位
unsigned char 是最小的可寻址单元

但是，标准并没有明确要求uint8_t与unsigned char是同一类型。因此，它是由实现定义的。

考虑应用以下线程中的解决方案来检查上述类型是否相同。

最好使用char*/unsigned char*来访问数据。但是，如果代码的重构很麻烦，那么只需添加检查类型 uint8_t 和 unsigned char 是否相同，如果不相同则拒绝编译。

我是否正确应用了严格别名规则？

Have I applied the rule of strict aliasing correctly?

c

buffer

strict-aliasing