访问结构或联合中的填充是否安全？答案

【问题标题】：Is it safe to access paddings in a structure or union?访问结构或联合中的填充是否安全？
【发布时间】：2018-06-06 06:11:22
【问题描述】：

考虑一下这段代码。保证存在填充。

static_assert(_Alignof(char) < _Alignof(double), "Flip!");
static_assert(sizeof(char) < sizeof(double), "Flop!");

struct S {
    char c[1];
    double d;
};
union U {
    char c[1];
    double d;
};

static_assert(sizeof(struct S) == _Alignof(double) * sizeof(double), "Fudge!");
static_assert(sizeof(union U) == sizeof(double), "Futz!");

S s; U u;
s.c[1] = 0; // What?
u.c[1] = 0; // What?

对于那些static_asserts，可以肯定在中间或末尾有填充。访问它们是否安全？

【问题讨论】：

Afaik 这是 UB，因为允许编译器尽可能在调试构建中对数组进行边界检查。至于 punnig 类型，有一个问题：Is type-punning through a union unspecified in C99, and has it become specified in C11? Ask
alligbnment 对重载数组的影响不大，通常不会被检测到，因为邻居字段，但c[1] 是一个错误
您无法可靠地访问填充。您不能依赖在结构（联合）分配下复制的填充。从那里有字节的意义上来说，访问它们是“安全的”。你可以用它们做任何有意义或可靠的事情。如果您使用此类字节，请明确说明：struct S2 { char c[1]; short s; int i; double d; }（在大多数系统上，除了 32 位 Intel x86，它的大小与问题中的struct S 相同）。而且我相信您的第一个静态断言会在 32 位 x86 上触发。
在s 或u 中访问c[1] 是UB，不管任何对齐或填充。
为什么不直接声明一些占用“填充”字节的变量呢？这样您就不必询问是否可以访问它们。

标签： c struct padding

【解决方案1】：

memcpy()、memset() 或类似的整个结构是安全的，即使它包含填充位。但是，不能对填充保持其值做出任何假设。

因此，访问填充位的唯一用途是在某些情况下无需编写代码来避免访问它。

对于像memcmp() 这样的操作，访问填充位仍然是错误的，因为结果是不可预测的。

【讨论】：