我们可以安全地说realloc的结果不会与原始指针混淆吗？

Question

说我们有：

char *a = malloc(sizeof(char*));    
char *b = realloc(a,sizeof(char*));

我们能否安全地说b不与a别名？ realloc参考页面说明了这一点

原始指针ptr无效，对它的任何访问都是未定义的行为（即使重新分配就位）。

那么我可以将b标记为不混淆a，因为我们不能合法访问a了吗？然而，这可能导致可疑的优化，其中下面的分支将被消除：

if (a == b)
  something..

根据我的理解，a == b本身的比较将是UB，这是技术上正确的优化吗？

Answer 1

解放后，a的值是不确定的。

n1570-§6.2.3（p2）：

[...]如果在其生命周期之外引用对象，则行为未定义。当指针指向（或刚刚过去）的对象到达其生命周期的末尾时，指针的值变得不确定。

如果此不确定值成为陷阱表示，则比较a == b将导致未定义的行为。

请注意，当指针传递给free时，指针指向的对象的生命周期到达其结尾。

进一步阅读： 1. Why isn't a pointer null after calling free? 2. A dangling pointer is indeterminate。

Answer 2

根据我的理解，a == b本身的比较将是UB ..

嗯，是。

关于“为什么”部分，如haccks's answer中提到的，在指针为free()d之后，它指向的对象到达其生命周期的末尾，从而使指针值不确定。因此，指针本身的任何进一步使用（读取）都将是未指定的行为，并且任何尝试使用它指向的地址都会调用undefined behavior。

因此，从技术上讲，您期望的优化是正确的，并且必须使代码表现出已定义的行为，因为代码开始时是不正确的。不要指望编译器纠正你的代码，它可能不会。

那说，关于

我们可以安全地说“b”不是别名“a”吗？

我不清楚你在这里使用别名的理由，但是可以肯定的是，官方的措辞，来自C11，章节§7.22.3.5，

P2：

realloc函数释放ptr指向的旧对象，并返回指向由size指定大小的新对象的指针。新对象的内容应与解除分配之前的旧对象的内容相同，直到新旧大小中的较小者为止。 [...]

P3

[...]如果ptr是空指针，则realloc函数的行为类似于指定malloc的size函数。否则，如果ptr与先前由内存管理函数返回的指针不匹配，或者如果通过调用free或realloc函数释放了空间，则行为未定义。如果无法分配新对象的内存，则不会释放旧对象，并且其值不会更改。

而且，P4：

realloc函数返回指向新对象的指针（可能与指向旧对象的指针具有相同的值），如果无法分配新对象，则返回空指针。