最新の C テクニックは、どのようにして型パニングの安全性と効率を強化できるのでしょうか?

C でのモダンタイプの語呂合わせ

背景

特定のシナリオでは有利になる場合がありますあるタイプのビット パターンを別のタイプとして解釈すること。浮動小数点数を整数として再解釈するのは一般的な例であり、パフォーマンスが重要なコードでよく使用されます。ただし、C での型置換に対する従来のアプローチには、潜在的な落とし穴と制限があります。

最新のアプローチ

最新の C では、安全かつ効率的な型置換のためのメカニズムがいくつか提供されています。

1. std::bit_cast

C 20 で導入された std::bit_cast は、オブジェクトの基になるビット表現を再解釈するタイプセーフな方法を提供します。正しいアライメントを確保しながら、ビットを保持した変換を保証します。

2. std::memcpy

std::memcpy はタイプセーフではありませんが、あるメモリ位置から別のメモリ位置にバイトを効率的にコピーできる低レベル関数です。ソース オブジェクトのビットを別の型のターゲット オブジェクトにコピーすることにより、型のパニングに使用できます。

3. Placement New と std::launder

このアプローチでは、C 17 の配置 new 演算子を使用して、事前に割り当てられたメモリ位置に異なる型のオブジェクトを作成します。次に、 std::launder を適用して、新しい配置結果を互換性のあるポインター型に「洗浄」します。

正しいアプローチの選択

最適な型の語呂合わせアプローチは、次によって異なります。特定の要件:

• タイプ セーフティ: std::bit_cast は、ビット保持変換を保証し、最高レベルの型安全性を提供します。
• パフォーマンス: std::memcpy は、その低レベルの性質により優れたパフォーマンスを提供します。これは、大量のデータをコピーする場合に特に有利です。
• 互換性: std::bit_cast は最新の標準化されたアプローチであり、コンパイラやプラットフォーム間での移植性が向上します。

高速逆平方根の書き換え関数

高速逆平方根関数に std::bit_cast を適用すると、安全で効率的な実装が得られます:

float Q_rsqrt(float number) {
    union {
        float as_float;
        uint32_t as_uint;
    } u;

    u.as_float = number;
    u.as_uint = 0x5f3759df - (u.as_uint >> 1);
    return u.as_float;

以上が最新の C テクニックは、どのようにして型パニングの安全性と効率を強化できるのでしょうか?の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。