C语言Strict Aliasing与共用体：下述程序是否存在未定义行为？

程序代码 #

#include <stdio.h>

short g(int *p, short *q) {
  short z = *q; *p = 10; return z;
}

int main(void) {
  union int_or_short { int x; short y; } u = { .y = 3 };
  int *p = &u.x;
  short *q = &u.y;
  short r = g(p, q);
  printf("%hd %d\n", r, u.x);
}

结论：存在未定义行为 #

依据C17标准条款的分析 #

1. 严格别名规则（C17 §6.5/7）

C17明确规定：对象的值只能通过以下类型的左值访问：

• 对象的有效类型（即最近一次写入该对象时使用的类型）；
• 与有效类型兼容的有符号/无符号对应类型；
• 与有效类型兼容的字符类型；
• 包含上述类型的聚合/联合类型；
• 指向上述类型的指针（用于访问子对象）。

在这个程序里：

• 初始化时通过.y（short类型）给联合u赋值，此时u的有效类型是short。
• 函数g中，先通过short*类型的q读取*q（即u.y），这符合规则，因为访问类型与有效类型一致。
• 但紧接着通过int*类型的p执行*p = 10（修改u.x），此时u的有效类型还是short，而int和short既不兼容，也不属于规则允许的例外类型，直接违反了严格别名规则，触发未定义行为。

2. 联合成员访问规则（C17 §6.5.2.3/3）

C17对联合的访问补充规定：如果访问联合的成员类型，与最近一次写入联合的成员类型不兼容，且不符合严格别名规则的例外情况，行为未定义。
这里写入u.x（int类型）时，最近一次写入的是u.y（short类型），两者类型不兼容，也不满足例外条件，进一步确认了未定义行为的存在。

补充说明 #

联合的所有成员共享同一块内存，&u.x和&u.y指向同一地址，但指针类型不同。通过不同类型的指针跨类型修改对象，正是严格别名规则要限制的场景——这种操作会让编译器的优化假设失效，可能导致不可预测的执行结果（比如编译器可能优化掉读取*q的操作，或生成不符合预期的内存访问指令）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Steve Siegel