在union中模拟柔性数组成员的实现是否属于未定义行为？

我原本希望实现一个结构体，既能持有指向外部存储的指针，也能存储侵入式数据，理想结构如下：

struct S {
  int other_member;  // not relevant to question
  // ...
  union {
    void *ptr;
    char buf[];
  };
};

但标准C不允许联合体包含柔性数组成员（标准仅将柔性数组成员列为结构体的特例，未明确禁止但也不支持其在联合体中使用）。

于是我改用以下实现：

struct S {
  int other_member;  // not relevant to question
  // ...
  union {
    void *ptr;
    char buf[ sizeof(void*) ];
  };
};

当需要使用侵入式存储时，执行以下操作：

if ( buf_size < sizeof(void*) )  // just in case
  buf_size = sizeof(void*);
struct S *s = malloc( sizeof(struct S) - sizeof(void*) + buf_size );

随后对s->buf读写类型为T的数据，其中sizeof(T) ≥ sizeof(void*)。

请问这种实现是否符合标准C要求？还是属于未定义行为？（我记得在柔性数组成员加入C标准前，声明buf[1]并malloc更大空间是常见做法）

备注：

• 仅使用标准C，不使用扩展特性；
• struct S是节点，存在大量节点，若采用侵入式存储则所有节点数据尺寸相同，尺寸存储在其他位置。

这种实现符合标准C的要求，不属于未定义行为，核心依据和分析如下：

1. 结构体与内存分配的合法性
   struct S是完全合法的标准C结构体：联合体中的buf是固定大小的数组（尺寸为sizeof(void*)），因此sizeof(struct S)是明确的固定值。你通过malloc分配的内存大小为sizeof(struct S) - sizeof(void*) + buf_size，本质是为结构体固定部分分配足够内存后，额外分配了buf_size - sizeof(void*)字节的空间——这和C99引入柔性数组成员前，用char buf[1]配合超大内存分配的经典兼容技巧逻辑完全一致，是标准允许的操作。

2. 内存访问的合规性

   • 标准C允许访问malloc分配的内存块中，超出结构体固定大小的部分，只要不越界整个分配的内存块。你的代码中确保buf_size ≥ sizeof(void*)，因此分配的内存块至少能容纳完整的struct S，额外空间的访问是合法的。
   • 联合体中buf的地址与ptr的地址完全重合，因此buf具备void*的对齐属性。由于sizeof(T) ≥ sizeof(void*)，且void*的对齐要求通常是系统中最严格的基本类型对齐之一，buf的地址可以满足T的对齐需求，不会出现对齐违规的未定义行为。

3. 关键注意事项

   • 必须严格保证buf_size不小于sizeof(void*)，你的代码中已经做了校验，这能避免分配的内存小于结构体固定大小，防止访问越界。
   • 访问s->buf的扩展部分时，必须严格遵循预先存储的buf_size尺寸，不能超出malloc分配的内存块边界，否则会触发未定义行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Paul J. Lucas