将结构体转换为整数是否合法？相关代码是否存在未定义行为？

示例代码 #

struct test{
  int num;
};

int main(){
 struct test t = {1234};
 int n = *((int*)&t); // n = 1234
 
 return 0;
}

问题描述 #

上述代码写法是否合法且不存在未定义行为？我在生产环境的V8源码中见过类似实现。注：请忽略此处使用的C风格强制转换。

回答 #

这段代码是合法且无未定义行为的，依据C标准可以从两点解释：

• 结构体的地址与它的第一个成员地址完全一致
  C标准明确规定，结构体对象的起始地址等于其第一个成员的起始地址——结构体的内存布局中，不会在第一个成员之前添加填充字节。所以&t的地址和&t.num的地址完全相同。

• 指针转换与解引用的合法性
  把struct test*转换为int*后解引用，本质是访问结构体的第一个int成员。由于int的对齐要求不会高于包含int作为首成员的结构体的对齐要求，且实际访问的对象就是int类型，这种转换和解引用完全符合C标准的规则，不会触发未定义行为。

V8这类底层源码里常用这种写法，本质是利用结构体首成员的地址特性，直接通过结构体地址访问首成员，属于标准允许的操作，在性能敏感场景中很常见。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Dan