Cでのオブジェクトのオーバーラップのセマンティクスは何ですか？

次の構造体について考えてみましょう。

struct s {
  int a, b;
};

典型的には¹、この構造体は、サイズ8と位置合わせ4を有するであろう。

2つのstruct sオブジェクトを作成し（より正確には、2つのオブジェクトを割り当てられたストレージに書き込みます）、2番目のオブジェクトが最初のオブジェクトと重なる場合はどうなりますか？

char *storage = malloc(3 * sizeof(struct s));
struct s *o1 = (struct s *)storage; // offset 0
struct s *o2 = (struct s *)(storage + alignof(struct s)); // offset 4

// now, o2 points half way into o1
*o1 = (struct s){1, 2};
*o2 = (struct s){3, 4};

printf("o2.a=%d\n", o2->a);
printf("o2.b=%d\n", o2->b);
printf("o1.a=%d\n", o1->a);
printf("o1.b=%d\n", o1->b);

このプログラムについて未定義の動作はありますか？もしそうなら、それはどこで未定義になりますか？UBでない場合、常に以下を出力することが保証されていますか？

o2.a=3
o2.b=4
o1.a=1
o1.b=3

特に、それがオーバーラップしているが書き込まれたo1ときo2にポイントされたオブジェクトがどうなるか知りたい。取り除かれていない部分（o1->a）へのアクセスは引き続き許可されますか？破壊された部分へのアクセスは、アクセスo1->bと同じo2->aですか？

ここで効果的なタイプはどのように適用されますか？オーバーラップしていないオブジェクトと、最後のストアと同じ場所を指すポインターについて話しているときは、ルールは十分に明確ですが、オブジェクトの部分の有効なタイプまたはオーバーラップしているオブジェクトについて話し始めると、それほど明確ではありません。

2回目の書き込みが別のタイプの場合、何か変更はありますか？メンバーが言ったintとしたら、short2 intつではなく？

ここでプレイしたい場合は、ここにゴッドボルトがあります。

¹この回答は、これが当てはまらないプラットフォームにも当てはまります。たとえば、サイズ4と配置2があるプラットフォームもあります。サイズと配置が同じであるプラットフォームでは、配置されたオブジェクトが重なるため、この質問は当てはまりません。不可能ではありますが、そのようなプラットフォームがあるかどうかはわかりません。

基本的に、これは規格のすべての灰色の領域です。厳密なエイリアシングルールは基本的なケースを指定し、リーダー（およびコンパイラベンダー）が詳細を入力するようにします。

より良いルールを書く努力がなされてきましたが、これまでのところそれらは規範的なテキストをもたらしておらず、これのステータスがC2xにとって何であるかわかりません。

以前の質問に対する私の回答で述べたように、最も一般的な解釈はそのp->q手段で(*p).qあり、有効なタイプはすべてに適用されますが*p、その後適用されます.q。

この解釈でprintf("o1.a=%d\n", o1->a);は、場所の有効なタイプで*o1はないためs（一部が上書きされているため）、未定義の動作が発生します。

この解釈の根拠は、次のような関数で確認できます。

void f(s* s1, s* s2)
{
    s2->a = 5;
    s1->b = 6;
    printf("%d\n", s2->a);
}

この解釈により、最後の行をに最適化できますがputs("5");、それがないと、コンパイラーは、関数呼び出しがそうであった可能性がf(o1, o2);あり、したがって厳密なエイリアシングルールによって提供されるとされるすべての利点を失う可能性があることを考慮する必要があります。

同様の議論が、2つの無関係な構造体タイプにも当てはまり、どちらもint異なるオフセットにメンバーが存在します。