假设我有一个来自某个外部来源的已知大小的void *buffer（例如，它可能是fread() C API[1]，或mmap 调用） .
我可以有效地将这个void * 转换为什么类型的指针，然后从中读取？
如果我知道此数据由 16 位值组成，是否允许将 void * 转换为 uint16_t * 并通过取消引用指针直接读取值？
我知道当然可能存在字节顺序问题，但首先这样做是否合法（例如，对齐怎么样）？
如果以这种方式强制转换整个缓冲区是合法的，那么缓冲区的一部分呢？例如，如果我知道前 64 个字节是 char *，然后接下来的 10,000 个字节是 uint16_t 数据？
[1] 在fread() 的情况下，假设内存是用malloc 分配的。
【问题讨论】：
标签： c io language-lawyer strict-aliasing
有两个可能的问题：
对于第 1 部分，平台是否具有对齐要求由实现定义。查阅编译器文档，它必须说明是否存在此类限制。如果是这样，那么如果您转换的指针未正确对齐转换目标所指向的类型，则这是未定义的行为。
对于第 2 部分，您需要了解严格的别名规则。 See this thread 获取标准报价以及各种形式的介绍。
我从这里开始的回答仅指在动态分配的空间中工作。如果通过不同类型读取和写入数据，其中不允许读取的类型为写入的类型起别名，则会出现问题：
uint16_t *buf = malloc(50);
((char *)buf)[0] = 'a';
((char *)buf)[1] = 'b';
*buf; // undefined behaviour
所以要回答您的问题，您需要知道数据是如何写入的。
在 fread 的情况下，标准 (C11 7.21.8.1/2) 指定它在写入时就像对 unsigned char 字符进行了一系列赋值。因此，将 fread 放入 malloc 的缓冲区然后通过 uint16_t 表达式读取将是未定义的行为。
mmap 函数不是 C 标准的一部分。因此，该标准没有涵盖如果您在写入之前读出mmap'd 空间会发生什么。但是我想说，如果你写入这样的空间，然后从同一个地址读取，那么严格的别名规则就会适用。
一些编译器具有“禁用严格别名”的开关或编译指示，这意味着它们将编译代码，就好像所有别名都被允许一样。如果您想使用违反严格别名规则的编码技术，那么最好为该代码使用此类开关。
【讨论】：
mmap 和 read(2) 等所有“不是 C 但大量使用 C”API 和朋友来说，那里似乎有一个大漏洞。关于严格别名的规则与写入的类型有关，AFAIK，但认为它会跨越进程边界是很奇怪的（事实上，写入可能甚至没有发生在 C 或当前主机上等）。
“合法” - 如果你的意思是你能做到，答案是肯定的。它是否正常工作取决于你做什么。
如果您确定您在属于您的内存空间范围内操作，您可以将void * 转换为uint16 * 或其他任何内容。
此类操作经常在视频、压缩等的高速代码中完成。
如果不需要零复制速度，更安全的方法是简单地在堆栈上分配该类型，然后使用memcpy 或赋值将其复制进去以修复对齐。
从 Linux 内核中查看这些对齐宏模式，它们基本上是这样做的（如果值已经对齐，编译器可能会对此进行优化）：align macro kernel
【讨论】：