char* は他のポインターにエイリアスできるのに、その逆は成り立たないのはなぜですか?

厳密なエイリアシングとポインタ キャスト: より深い理解

明示的にキャストせずにポインタの型を交換することは一般的な方法ですが、これには重大な懸念が生じます厳密なエイリアシング ルールとして知られています。このルールはポインタ型のエイリアスに関する制限を定義しており、違反すると未定義の動作が発生する可能性があります。

ポインタのエイリアシングのコンテキストでは、char* は任意のオブジェクト ポインタのエイリアスとして使用できるとよく言われますが、逆は真実ではありません。異なる型のポインタは表向き異なるメモリ位置を表すため、このステートメントは逆説的に見えるかもしれません。

この明らかな矛盾を明確にするには、制限の背後にある根本的な理由を理解することが不可欠です。コンパイラの予測可能で明確に定義されたメモリ アクセス動作を維持するために、厳密なエイリアシング ルールが存在します。特定のポインタ型のエイリアシングを禁止することで、不適切な表現を使用してオブジェクトがアクセスされ、予期しない結果が生じる状況を防ぎます。

たとえば、構造体へのポインタを考えてみましょう: struct something* はベース アドレスを指します。構造体のメンバーへのアクセスを提供します。一方、char* ポインタはメモリの個々のバイトを表します。

構造体 something* を char* としてエイリアス化できれば、構造体のメンバーに個別であるかのように直接アクセスできるようになります。バイト。ただし、コンパイラは構造体内のメンバーの配置が char* で予期されるバイト境界と正確に一致していることを保証できないため、この操作で有効な結果が生成されることは保証されません。

したがって、メモリ アクセスの予測可能性を維持するには、厳密なエイリアス規則により、ポインター型のエイリアスが制限され、char* のみが他のオブジェクト ポインターのエイリアスを許可されます。これにより、オブジェクトの構成バイトへの char* ポインタを介したメモリ アクセスは、そのメンバーの配置に関係なく、常に有効になります。

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