Comment les mécanismes C modernes comme `std::bit_cast` peuvent-ils vous aider à effectuer en toute sécurité un jeu de mots de type ?

Punning de type moderne en C

En C, le jeu de mots de type, la pratique consistant à interpréter un motif binaire d'un type comme un type différent, peut être une technique utile dans des situations spécifiques comme les optimisations en virgule flottante. Cependant, cela comporte ses pièges, notamment un comportement non spécifié, un alias strict et des problèmes de durée de vie.

Pour relever ces défis, C a introduit plusieurs mécanismes pour un jeu de mots de type sûr et efficace, notamment :

• std::reinterpret_cast: Le reinterpret_cast traditionnel a toujours des problèmes de comportement et d'alias non définis violations.
• std::static_cast: Combiné avec void*, static_cast peut fournir une diffusion plus explicite et plus sûre que reinterpret_cast.
• std::bit_cast : Introduit en C 20, std::bit_cast fournit un moyen sûr et efficace d'effectuer des opérations au niveau du bit conversion sans violer les règles strictes d'alias.
• std::memcpy: Bien qu'il ne soit pas explicitement conçu pour le jeu de mots de type, memcpy peut être utilisé pour copier le modèle binaire d'un objet vers un autre, permettant une réinterprétation.
• std::launder: Peut être utilisé pour convertir un pointeur en un pointeur qui ne viole pas les règles strictes d'alias.

Pour le problème concret de la réécriture de la fonction racine carrée inverse rapide, utiliser std::bit_cast serait l'approche la plus sûre et la plus performante :

float fast_inv_sqrt(float number) {
  std::uint32_t i;
  float x2, y;
  const float threehalfs = 1.5F;

  x2 = number * 0.5F;
  y = number;
  i = std::bit_cast<std::uint32_t>(y);                       // type-safe bit-wise conversion
  i = 0x5f3759df - (i >> 1);               // what the
  y = std::bit_cast<float>(i);
  y = y * (threehalfs - (x2 * y * y));   // 1st iteration
//  y  = y * ( threehalfs - ( x2 * y * y ) );   // 2nd iteration, this can be removed

  return y;
}

Cette solution évite les comportements indéfinis et les violations d'alias tout en préservant les performances. std::bit_cast est bien optimisé par les compilateurs, produisant un code efficace qui adhère au système de type C.

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!