「memcpy」は、型パニングの Float から Int への変換における厳密なエイリアシングの問題をどのように解決できるでしょうか?

型パニングによる Float から Int への変換: Memcpy による厳密なエイリアシングの問題の解決

プログラミングにおいて、型パニングとは、ある型のデータから別の型への参照を経由します。型パニングはパフォーマンスの最適化には便利ですが、GCC C などの最適化されたコンパイラーでは厳密なエイリアシング違反を引き起こす可能性があります。

ビット ハックを使用して逆平方根演算を実行する以下のコードを考えてみましょう。

float InverseSquareRoot(float x) {
    float xhalf = 0.5f*x;
    int32_t i = *(int32_t*)&x; // Dereferencing type-punned pointer, breaking strict-aliasing rules
    i = 0x5f3759df - (i >> 1);
    x = *(float*)&i;
    x = x*(1.5f - xhalf*x*x);
    return x;
}

このコードは、厳密なエイリアシング ルールに関する GCC からの警告を生成します。この問題に対処するには、int32_t lvalue を介して float オブジェクトにアクセスしないようにコードを変更する必要があります。代わりに、memcpy() を使用して、float オブジェクトと int32_t オブジェクトの間でバイトを安全にコピーできます。

float InverseSquareRoot(float x) {
    float xhalf = 0.5f*x;
    uint32_t i;
    assert(sizeof(x) == sizeof(i));
    std::memcpy(&i, &x, sizeof(i)); // Use memcpy to safely copy bytes
    i = 0x5f375a86 - (i >> 1);
    std::memcpy(&x, &i, sizeof(i));
    x = x*(1.5f - xhalf*x*x);
    return x;
}

このコードは、memcpy に依存することで、型の安全性と厳密なエイリアシング ルールの遵守を確保しながら、データの整合性を維持します。 .

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