C 未定义行为（Undefined Behavior, UB）

未定义行为指标准未规定结果的操作，编译器可做任意处理，后果不可预测。理解并避免 UB 对可靠与安全的 C 程序至关重要。

1. 常见 UB 列表

• 访问越界（数组/指针算术越界，含尾后位置解引用）。
• 使用未初始化变量的值。
• 解引用空指针或悬空指针，二次 free。
• 有符号整数溢出（如 INT_MAX + 1）。
• 移位位数无效（如对 32 位整型左移 ≥32）。
• 违反严格别名（strict aliasing）：通过不兼容类型指针访问同一对象。
• 修改字符串字面量内容。
• 在一个序列点之间对同一对象多次非序列化修改并读取（如 i = i++ + ++i;）。

2. 严格别名与规避

• 通过不同类型指针访问同一内存会触发 UB，例外：char*/unsigned char* 可查看任意对象的字节表示。
• 规避：
  • 使用 memcpy 在不同类型对象间转移字节表示。
  • 使用 union（仍需谨慎，跨平台可移植性有限）。

3. 生命周期与对齐

• 访问已结束生命周期的对象是 UB。
• 未对齐的指针解引用在某些架构下是 UB。

4. 实践建议

• 打开编译器告警并使用静态分析。
• 编写单元测试覆盖边界情况。
• 避免依赖实现细节，遵循标准规则。
• 对外部输入做严格校验与范围检查。

5. 小结

UB 不是“偶尔错”，而是“任何结果都有可能”。从源头设计与代码风格上规避 UB，是 C 工程质量的基石。