Comment pouvez-vous taper en toute sécurité des jeux de mots en C moderne ?

L'approche moderne et correcte du jeu de mots en C

L'approche traditionnelle du jeu de mots, illustrée par la fonction racine carrée inverse rapide, impliquait de réinterpréter le modèle de bits d'un type comme d'un autre en utilisant des casts de bas niveau. Cependant, cette approche se heurte à des pièges tels que :

• Comportement non spécifié : Des résultats non définis peuvent se produire en fonction du matériel et du compilateur.
• Aliasing strict violations : La diffusion entre types incompatibles peut entraîner des erreurs.
• Durée de vie problèmes : Les objets Punned peuvent être détruits plus tôt que prévu.
• Problèmes d'endianisme et d'alignement : Les hypothèses sur l'ordre des octets et l'alignement des données peuvent échouer.

Mécanismes modernes pour le type Punning

En C moderne, il existe plusieurs mécanismes plus sûrs et plus fiables pour le type jeu de mots :

1. std::bit_cast(x) (C 20)

std::bit_cast copie le modèle binaire de x dans un nouvel objet de type T. C'est la méthode recommandée pour le jeu de mots car elle garantit :

• Préservation au niveau des bits : Le modèle de bits est conservé exactement.
• Alignement et endianité corrects : L'objet résultant respecte les exigences d'alignement et d'endianité de T.
• Sécurité d'exécution : Lève une exception si la conversion n'est pas possible.

2. std::memcpy(&y, &x, x.size())

Utiliser std::memcpy pour copier des octets entre des emplacements mémoire est une autre option sûre. Il convient lorsque :

• La taille des types source et destination correspond.
• La disposition de la mémoire ne dépend pas de la plate-forme.
• La durée de vie de la source l'objet est géré.

3. Placement new avec std::launder (C 17)

Cette technique peut être utilisée pour créer un nouvel objet de type T en utilisant la mémoire d'un objet x existant :

new (&x) T;
return *std::launder(reinterpret_cast<T*>(&x));

C'est similaire à std::bit_cast mais permet de modifier le contenu de la mémoire avant la diffusion.

4. std::byte et reinterpret_cast

std::byte représente un seul octet, qui peut être utilisé pour réinterpréter le modèle binaire d'autres types :

return *reinterpret_cast<T*>(reinterpret_cast<std::byte*>(&x));

Cette méthode est similaire à l'original reinterpret_cast, mais il permet un contrôle explicite sur l'ordre et l'alignement des octets.

Réécriture de la racine carrée inverse rapide Fonction

En utilisant std::bit_cast, la fonction racine carrée inverse rapide peut être réécrite comme suit :

float fast_inverse_square_root(float number)
{
    // Assuming sizeof(long) == sizeof(float) on target platform
    return std::bit_cast<float>(0x5f3759df - (
        std::bit_cast<long>(number) >> 1
    ));
}

Cette version est sûre, performante et adhère aux meilleures pratiques C modernes.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!