C++ 强制转换为超类并返回 C 是否违反严格别名

我想弄清楚，在C语言中，超级类 struct 是否被大量包含在子类 struct 中，而不仅仅是具有相同成员前缀的子类和超级类.

在下面的示例代码中，我试图阐明我的 idea :

#include "stdlib.h"
#include "stdio.h"
#include "string.h"

enum type {
    IS_A,
    IS_B,
};

struct header {
    enum type type;
};

struct a {
    struct header hdr;
    float x;
};

struct b {
    struct header hdr;
    int y;
};

void do_with_a(struct header *obj) {
    if (obj->type == IS_A) {
        struct a *a = (struct a *)obj;
        printf("%f\n", a->x);
    }
}

void do_with_b(struct header *obj) {
    // Oops forgot to check the type tag
    struct b *b = (struct b *)obj;
    printf("%d\n", b->y);
}

int main() {
    struct a *a = malloc(sizeof(*a));

    a->hdr.type = IS_A;
    a->x = 3.0;

    do_with_a(&a->hdr);
    do_with_b(&a->hdr);
}

我有理由相信，如果用"a"来称呼do_with_b()，它将永远是未定义的行为.My primary question是指do_with_a()是否总是定义为行为(假设我正确设置了类型标记)，还是在编译器作者改变主意或改进分析时，这会给自己带来灾难.

作为一个sub-question:我认为将struct a *转换成struct header *乘&ap->hdr或(struct header *)ap都是很明确的定义，是这样吗？

看看C11标准，似乎有两个相关段落，一个在第6.7.2.1节第15段:

在 struct 对象中，非位字段成员和位字段所在的单元的地址按声明顺序递增.指向经过适当转换的 struct 对象的指针指向其初始成员...

6.5第7段中有一个:

对象的存储值只能由具有以下类型之一的左值表达式访问:

• 与对象的有效类型兼容的类型，
• ...
• 在其成员中包含上述类型之一的聚合或联合类型...

在这两者之间，我不清楚这是对标准的预期解释，还是我太有希望了.

我试过用GCC和clang两种语言编译上述代码，它们在优化打开和关闭时的表现似乎都不一样.然而，当设置为-Wstrict-aliasing=1时，GCC确实会发出两个向下转换的警告.该语言有些模糊，表示它"可能"打破严格的别名，其中对该标志的描述表明误报非常常见，因此这是不确定的:

undefined_test.c: In function ‘do_with_a’:
undefined_test.c:26:39: warning: dereferencing type-punned pointer might break strict-aliasing rules [-Wstrict-aliasing]
   26 |                 struct a *a = (struct a *)obj;
      |                                       ^
undefined_test.c: In function ‘do_with_b’:
undefined_test.c:33:31: warning: dereferencing type-punned pointer might break strict-aliasing rules [-Wstrict-aliasing]
   33 |         struct b *b = (struct b *)obj;
      |

相关问题:will casting around sockaddr_storage and sockaddr_in break strict aliasing

这个被接受的答案的最后部分基本上回答了这个问题，但我似乎并不满意.关于它的大多数 comments 似乎主要涉及"公共前缀"的情况，而不是"嵌套 struct "的情况.我不清楚"嵌套 struct "案是否得到了充分辩护.