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我們如何在 C 中安全地將浮點數轉換為整數,同時避免嚴格別名違規?

Patricia Arquette
Patricia Arquette原創
2024-12-07 21:04:12567瀏覽

How Can We Safely Convert Floats to Integers in C   While Avoiding Strict-Aliasing Violations?

類型雙關:關於正確的浮點到整數轉換的討論

程式碼中呈現的快速反平方根運算採用位元駭客來實現效率。然而,它引起了對類型雙關和潛在規則違規的擔憂。

問題:嚴格別名違規

編譯器警告取消引用類型雙關指針,從而違反嚴格別名規則。嚴格別名是指這樣的假設:透過不同類型的指標存取記憶體可能會導致意想不到的後果。

替代轉換選項

提出的問題探討了使用 static_cast、reinterpret_cast 或dynamic_cast 的適用性作為潛力解決方案。

static_cast

Static_cast 執行相容類型之間的隱式轉換。但是,在這種情況下,float 和 int32_t 不是相容的類型,因此 static_cast 不適合。

reinterpret_cast

Reinterpret_cast 允許在不相關的類型之間進行轉換。然而,它僅僅改變了位的解釋,並不能保證型別安全。使用reinterpret_cast 不會解決別名衝突問題。

dynamic_cast

Dynamic_cast 在此上下文中不適用,因為它用於物件導向程式設計並在運行時驗證類型關係。

正確的方法

建議的解決方案是使用 memcpy 來實現類型轉換。 Memcpy 在記憶體位置之間複製字節,無需類型解釋,有效繞過嚴格別名問題。

程式碼實作

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