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 如下所示：

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, '\0');

我认为我应该在缓冲区结构中使用 void * 并使用 (char *) 强制转换来访问底层数据：

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 * 总是假定为其他数据类型的别名。

uint8_t * 不能这么说（根据那个标准）

如果CHAR_BIT 是8，那么这个带有(void *) 的调整代码应该与uint8_t 版本完全相同。

现在问题是：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，那将是UB。假设uint8_t 存在，这是不太可能的，因为

• CHAR_BIT 至少为 8，请参阅 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，该标准并未明确要求 uint8_t 与 unsigned char 的类型相同。因此，它是由实现定义的。

考虑从以下线程应用解决方案来检查上述类型是否相同。 How to assert two types are equal in c?

最好使用char*/unsigned char* 来访问数据。但是，如果重构代码会很麻烦，那么只需添加检查 uint8_t 和 unsigned char 类型是否相同，否则拒绝编译。