使用数组指针访问结构体成员是否符合C++标准？是否存在未定义行为？

我定义了一个包含三个int成员的结构体：

struct ints{
    int int1;
    int int2;
    int int3;
};

尝试使用int (*)[3]类型的指针访问该结构体成员：

ints i = {1,2,3};
int (*p)[3] = (int (*)[3])&i;
std::cout << (*p)[0] << std::endl;
std::cout << (*p)[1] << std::endl;
std::cout << (*p)[2] << std::endl;

目前运行正常，但不确定这是否属于C++标准中的未定义行为。另外，若结构体包含四个int成员，仍使用int (*)[3]指针访问会怎样？

三个int成员的结构体情况 #

虽然你的代码在大多数主流编译器上都能正常输出预期结果，但从C++标准的角度来说，这属于未定义行为，原因如下：

• 违反了C++的严格别名规则：该规则规定，不能通过一个与对象实际类型不兼容的类型指针访问对象。ints是结构体类型，int[3]是数组类型，二者属于不同类型，且不在严格别名规则的例外范围内（例外仅包括char*/unsigned char*/std::byte*等）。
• 即便当前编译器下两种类型内存布局完全一致（标准布局结构体成员按声明顺序排列，同类型成员间无填充），标准也不保证这种跨类型访问的合法性。编译器可能基于类型信息做优化，导致代码出现不可预期的行为（比如访问被优化掉、数值错乱等）。

四个int成员的结构体情况 #

如果结构体包含四个int成员，继续用int (*)[3]指针访问会有两种明确的问题：

• 访问前三个成员（(*p)[0]、(*p)[1]、(*p)[2]）时，仍违反严格别名规则，属于未定义行为。
• 若尝试访问(*p)[3]，则属于数组越界访问，这本身就是明确的未定义行为——哪怕该位置对应结构体的第四个int成员，标准也不允许通过数组指针越界访问超出数组范围的内存，编译器对此没有任何行为保证。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者iz0