C语言中通过尾后地址匹配的指针写入数组是否为未定义行为？

这个操作属于C标准规定的未定义行为，并非Clang的bug。

• 首先，数组尾后指针的解引用本身就是未定义行为。C标准明确允许生成数组的尾后指针，也允许用该指针做相等性比较，但任何对尾后指针的解引用操作都是非法的。你的代码逻辑中，进入if (ADDR_AFTER(first) == (uintptr_t)an_int)分支的前提就是an_int对应first数组的尾后地址，此时对an_int解引用赋值，本质就是对尾后指针的非法操作。
• 其次，C标准没有对不同独立对象的内存排布做任何连续性承诺，编译器有权假定两个独立定义的全局数组first和second的地址不会重叠，也不会出现first的尾后地址刚好等于second的起始地址的情况。-O2优化下出现test: 1的输出就是这个优化假定的结果：编译器判定*an_int = 2的写入操作不会修改*second的值，因此将test函数中*second = 1后的返回操作直接优化为返回常量1，哪怕实际运行时内存中second的值已经被改写。
• 关于uintptr_t类型转换的规则：C标准仅保证「将合法指针转换为uintptr_t后再转换回原指针类型，仍能正常访问原指针对应的对象」，从未规定「数值相等的uintptr_t转换回指针后，可以跨对象访问内存」。就算运行时first尾后地址的数值刚好等于second的起始地址，通过前者的转换结果访问second的行为仍然是未定义的。
• UBSan的运行时报错也直接佐证了这一判定：它检测到你正在向一个没有为int对象预留空间的地址写入数据，哪怕该地址刚好属于另一个数组的空间，这种访问方式也不符合C标准的要求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Michael Morris