Was sind Fallendarstellungen in C und wie unterscheiden sie sich in C?

Trap-Darstellung in C

Einführung

In C bezieht sich eine Trap-Darstellung auf ein Bitmuster, das in die Speicherzuordnung eines Datentyps passt löst jedoch undefiniertes Verhalten aus, wenn es als Wert dieses Typs interpretiert wird.

Beispiele

Eines häufig Ein Beispiel für eine Trap-Darstellung ist eine signalisierende NaN (Not a Number) in Gleitkommatypen. Der C99-Standard definiert das Verhalten von signalisierenden NaNs explizit als undefiniert, obwohl ihr Verhalten in anderen Standards genau spezifiziert ist.

Anwendbarkeit auf C

Trap-Darstellungen sind auch auf C anwendbar. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass C zusätzliche Typensicherheitsmechanismen einführt, die einige Vorgänge verhindern können, die zu undefiniertem Verhalten in C führen würden.

Darstellung von Zeigern und Gleitkommazahlen

Im bereitgestellten Codeausschnitt:

float f = 3.5;
int *pi = (int*)&f;

Unter der Annahme, dass sizeof(int) == sizeof(float) ist, haben f und *pi nicht die gleiche binäre Darstellung. Die Konvertierung von einem Float in einen Int mithilfe einer Zeigerumwandlung führt aufgrund von Zeiger-Aliasing-Regeln zu undefiniertem Verhalten. Um die Ganzzahldarstellung eines Floats korrekt zu extrahieren, sollte der folgende Ansatz verwendet werden:

int extract_int(float f)
{
    union { int i; float f; } u;
    u.f = f;
    return u.i;
}

Obwohl dieser Code in C99 ein nicht spezifiziertes Verhalten aufweist, erzeugt er dennoch einen gültigen Ganzzahlwert, der keine Trap-Darstellung ist.

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