現代 C 技術如何增強類型雙關的安全性和效率？

C 語言中的現代類型雙關語

背景

背景

在某些情況下，它可能是有利的將一種類型的位元模式解釋為另一種類型。將浮點數重新解釋為整數是一個常見的範例，經常在效能關鍵的程式碼中使用。然而，C 語言中類型雙關的傳統方法存在潛在的陷阱和限制。

現代方法

現代 C 提供了多種安全高效的類型雙關機制：

1。 std::bit_cast

在 C 20 中引入，std::bit_cast 提供了一種類型安全的方法來重新解釋對象的底層位表示。它保證了位元保留轉換，同時確保正確對齊。

2. std::memcpy

雖然不是型別安全的，但std::memcpy 是一種低階函數，可以有效地將位元組從一個內存位置複製到另一個記憶體位置。它可以透過將來源物件的位元複製到不同類型的目標物件中來用於類型雙關。

3. Placement New 和 std::launder

此方法使用 C 17 放置 new 運算子在預先分配的記憶體位置中建立不同類型的物件。然後應用 std::launder 將放置新結果「清洗」為相容的指標類型。

選擇正確的方法

• 最佳類型雙關方法取決於特定要求：
• 類型安全：
• 類型安全：

類型安全： std::bit_cast 保證位元保留轉換，提供最高等級的型別安全。

性能：

std::memcpy 由於其低級性質而提供出色的性能。在複製大量資料時，它特別有利。

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;

相容性： std::bit_cast 是最新的標準化方法，提供跨編譯器和平台更好的可移植性。 重寫快速平方根倒數函數將std::bit_cast 應用於快速反平方根函數可實現安全高效的實現：

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