C语言不同翻译单元同名struct不同定义是否属于未定义行为

现有代码示例 #

0.c #

#include <stdio.h>

struct test{
 int a;
};

struct test get(int in);

int main(){
 struct test t = get(1234);
 printf("%d\n",t.a);

 return 0;
}

1.c #

struct test{
 char a;    // 此处成员为char而非int
};

struct test get(int in){
  struct test t = {in};
  return t;
}

问题解答 #

这段代码属于明确的未定义行为。
很多人对C语言的规则存在片面误解：C语言确实没有C++那样成文的单一定义规则（ODR），也允许不同翻译单元定义同名结构体，但前提是这些同名结构体没有和跨单元调用的外部资源绑定：

• 如果两个翻译单元的同名struct test仅在各自单元内部使用，没有关联任何跨单元调用的外部函数、外部变量，那这种用法完全合法：两个结构体只是名字碰巧相同，本质是完全独立的两个类型，互不干扰。
• 但本示例的核心问题在于，跨翻译单元的外部函数get的声明和实现类型不兼容：
  1. 0.c中声明的get函数返回值是包含int成员的struct test，常规大小为4字节
  2. 1.c中实现的get函数返回值是包含char成员的struct test，常规大小为1字节
     C标准明确要求，所有对具有外部链接的同一个函数的声明，必须指向兼容类型，否则就属于未定义行为。这里两个get函数的返回类型是完全不兼容的结构体，完全符合未定义行为的判定条件。

实际运行时可能出现多种不可预期的结果：比如打印1234的低8位数值、打印随机乱数、程序直接崩溃等，都是未定义行为的典型表现。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Dan