有没有办法让 GCC/Clang 知道 C 中的继承？

我正在编写一个 C 库，它使用一些简单的面向对象继承，如下所示：

struct Base {
    int x;
};

struct Derived {
    struct Base base;
    int y;
};

现在我想将 Derived* 传递给一个采用 Base* 的函数，如下所示：

int getx(struct Base *arg) {
    return arg->x;
};

int main() {
    struct Derived d;
    return getx(&d);
};

这是可行的，当然也是类型安全的，但编译器不知道这一点。有没有办法告诉编译器这是类型安全的？我在这里只关注 GCC 和 clang，因此欢迎特定于编译器的答案。我模糊地记得看到一些使用此方法执行此操作的代码__attribute__((inherits(Base))或诸如此类的事情，但我的记忆可能在撒谎。

这在 C 中是安全的，除了你应该将参数转换为Base *。禁止别名（或者更准确地说，标准 C 不支持别名）的规则位于 C 2011 6.5 中，其中第 7 段指出：

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，

…

这条规则阻止我们使用指针float，将其转换为指向的指针int，并取消引用指向的指针int访问float as an int。 （更准确地说，它不会阻止我们尝试，但它使行为变得不确定。）

您的代码可能违反了这一点，因为它访问了Derived对象使用Base左值。但是，将指针转换为Derived指向一个指针Base得到 C 2011 6.7.2.1 第 15 段的支持：

...指向结构对象的指针，经过适当转换后，指向其初始成员...

所以，当我们将指针转换为Derived指向一个指针Base，我们实际上拥有的不是指向Derived对象使用与它本身不同的类型（这是禁止的），但指向该对象的第一个成员的指针Derived使用其实际类型的对象，Base，这完全没问题。

关于编辑：最初我说函数参数将转换为参数类型。然而，C 6.5.2.2 2 要求每个参数都有一个类型，可以分配给一个具有其相应参数类型的对象（具有任何限定，如const已删除），并且 6.5.16.1 要求将一个指针分配给另一个指针时，它们具有兼容的类型（或满足此处不适用的其他条件）。因此，传递一个指针Derived指向一个带有指针的函数Base违反标准 C 约束。但是，如果您自己进行转换，则是合法的。如果需要，可以将转换构建到调用该函数的预处理器宏中，以便代码看起来仍然像一个简单的函数调用。