在布尔中写入0或1以外的值是UB吗?如果是，它们如何比较

Is it UB to write values other than 0 or 1 in a bool? If yes, how do they compare?

本文关键字：如果 比较 何比较 UB 布尔中      更新时间：2023-10-16

考虑下面的程序。

所有比较与最近的GCC都是正确的，但只有值1与Visual Studio Commandline编译器诉19.16.27031.1相等，x86。

我相信，通常可以通过字符指针写入豆荚。但是标准中是否有关于将有趣值写入布尔变量的措辞？如果允许，是否有关于比较中的行为的措辞？

#include <iostream>
using namespace std;
void f()
{
   if(sizeof(bool) != 1)
   {
      cout << "sizeof(bool) != 1n";
      return;
   }
  bool b;
  *(char *)&b = 1;
  if(b == true) { cout << (int) *(char *)&b  << " is truen"; }
  *(char *)&b = 2;
  if(b == true) { cout << (int) *(char *)&b  << " is truen"; }
  *(char *)&b = 3;
  if(b == true) { cout << (int) *(char *)&b  << " is truen"; }
}
int main()
{
    f();
}

P.S。GCC 8.3使用test指令有效检查非零，而GCC 9.1显式比较1，仅使该比较正确。也许此Godbolt链接起作用。

no。这是不可行的。

在bool中写任意数据很大(请参阅严格的别名规则？(，与C 标准相似，是否允许非初始化的布尔崩溃程序？

*(char *)&b = 2;

这种类型的punning hack Inde uncoke ub。根据您对bool的编译器实施及其允许进行的优化，您可以让恶魔从鼻子上飞来。

考虑：

bool b;
b = char{2};     // 1
(char&)b = 2;    // 2
*(char*)&b = 2;  // 3

在这里，第2行和第3行具有相同的含义，但是1具有不同的含义。在第1行中，由于分配给bool对象的值非零，因此结果保证为true。但是，在第2和3行中，bool对象的对象表示直接写入。

通过char类型的LVALUE写入任何非const类型的对象确实是合法的，但是：

在C 17中，该标准未指定bool对象的表示。bool类型可能具有填充位，甚至可能大于char。因此，任何以这种方式直接写入bool值的尝试都可能产生无效的(或"陷阱"(对象表示，这意味着随后读取该值将产生未定义的行为。实施可能(但标准不需要(定义bool对象的表示。

在C 20中，我的理解是，多亏了P1236R1，不再有任何陷阱表示，但是bool的表示仍未完全指定。bool对象可能仍然大于char，因此，如果仅写入其第一个字节，它仍然可以包含不确定的值，在访问时会产生UB。如果bool是1个字节(可能是1个字节(，则结果未指定---必须产生基础类型的某些有效值(很可能是char或其签名或未签名的表亲(，但是将这些值映射到 true和 false仍然未指定。

写作任何 integer noteger值通过bool以外的其他类型不确定的指针到bool中行为，因为这些行为可能与编译器的类型表示不匹配。是的，编写0或1以外的其他内容绝对会破坏事物：编译器通常依赖于布尔true的确切内部表示。

但是bool b = 3很好，并且仅将b设置为true(从整数类型转换为bool的规则是，任何非零值将变为 true，零变为 false(。

可以将true和false以外的值分配给bool类型的变量。

通过使用标准转换序列为true/false，将RHS转换为bool。

但是，您要做的是不可行的。

*(char *)&b = 2;  // Not OK
*(char *)&b = 3;  // Not OK

甚至通过使用该机制分配1和0是不正确的。

*(char *)&b = 1;  // Not OK
*(char *)&b = 0;  // Not OK

以下语句还可以。

b = 2; // OK
b = 3; // OK

更新，响应OP的评论。

来自标准/basic.types＃basic.fundamental-6：

类型Bool的值是true或false。

标准不要求将true表示为1和/或false表示为0。实施可以选择最适合其需求的表示形式。

标准继续说明bool类型的值：

以该国际标准描述为"未定义"的方式，使用bool值，例如通过检查非初始化自动对象的价值，可能会导致它的行为，好像它既不是true也不是false。

。

将值char(1)或char(0)存储在其内存位置中间接地保证该值将被正确转换为true/false。由于Theose值可能不代表实施中的true或false，因此访问这些值将导致不确定的行为。

通常，将0或1以外的值分配给bool是完美的：

7.3.14布尔转换 [Cons.Bool] 1算术，未上的枚举，指针或指针到成员类型的序幕可以转换为类型bool的prvalue。零值，空指针值或NULL成员指针值将转换为false；任何其他值都转换为true。

，但您的演员表完全是另一个问题。

请谨慎以为可以通过指针写入其他东西写给类型。您可以获得非常令人惊讶的结果，并且允许优化器假设某些此类事情未完成。我不知道所有规则，但是优化器并不总是按照指示来遵循不同类型的写作(在存在不确定的行为的情况下可以做各种事情！(，但是请注意，这样的代码：

bool f()
{
    bool a = true;
    bool b = true;
    *reinterpret_cast<char*>(&a) = 1;
    *reinterpret_cast<char*>(&b) = 2;
    return a == b;
}

live：https：//godbolt.org/z/hjnusi

具有优化：G ： -> true(但实际上是2(clang： -> false 

main() {
    std::cout << f() << "n";  // g++ prints 2!!!
}

虽然f((返回一个布尔，但G 实际上在此处的Main中打印出2。可能没有想到。

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