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我們如何在浮點數和整數之間安全地執行類型雙關,同時避免嚴格別名違規?

Barbara Streisand
發布: 2024-12-10 02:45:14
原創
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How Can We Safely Perform Type Punning Between Floats and Ints While Avoiding Strict-Aliasing Violations?

類型雙關:安全地將浮點數轉換為整數以及反之亦然的指南

在程式設計世界中,類型雙關是一種技術涉及將一種類型的資料視為另一種類型的資料。雖然這看起來像是一種非常規的方法,但在某些情況下它可能非常有用。其中一個例子是需要快速執行反平方根運算。

範例程式碼中實現的 InverseSquareRoot 函數利用型別雙關來實現令人印象深刻的運算效率。但是,它會觸發 GCC C 編譯器發出有關嚴格別名規則的警告。這就是問題所在:我們如何在遵守這些準則的同時安全地執行類型雙關?

在這種情況下使用 static_cast、reinterpret_cast 或dynamic_cast 可能不是最合適的解決方案。最好的做法是利用 memcpy。

使用 memcpy 的修改後的程式碼如下:

float xhalf = 0.5f*x;
uint32_t i;
assert(sizeof(x) == sizeof(i));
std::memcpy(&i, &x, sizeof(i));
i = 0x5f375a86 - (i>>1);
std::memcpy(&x, &i, sizeof(i));
x = x*(1.5f - xhalf*x*x);
return x;
登入後複製

在此程式碼中,我們完全放棄型別雙關運算。相反,我們利用 memcpy 將位元組從 float 複製到 int32_t,確保嚴格別名合規性。

透過了解嚴格別名規則的重要性並使用memcpy 作為類型雙關的安全方法,您可以有效地將浮點數轉換為整數,反之亦然,釋放該技術的全部潛力,同時保持程式碼完整性。

以上是我們如何在浮點數和整數之間安全地執行類型雙關,同時避免嚴格別名違規?的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

來源:php.cn
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