我们如何在现代 C 语言中安全高效地输入双关语？

C 语言中类型双关的现代艺术

类型双关，即将一种类型的位模式解释为另一种类型的行为，已成为一种有价值的方法C 语言编程中的工具。简介中概述的复杂性和陷阱导致了各种类型双关技术的发展，每种技术都有自己的优点和缺点。

安全高效的铸造选项

在讨论的方法中，std::bit_cast 和 std::memcpy 脱颖而出，安全且可靠高效的选项。

• std::bit_cast：在 C 20 中引入，std::bit_cast 提供了一种干净且现代的类型双关方法。它保证源类型和目标类型之间的按位等效。
• std::memcpy：虽然不太优雅，但 std::memcpy 通常经过现代编译器优化，从而实现快速高效的执行。当从外部源接收的数据执行 memcpy 时，它特别有用。

无效和已弃用的技术

• 普通 C 转换、重新解释转换和静态转换：这些方法对于C中的类型双关通常无效，并且可能导致未定义行为。
• 联合：联合虽然在 C 中有效，但不允许在 C 中用于类型双关。

重温快速反平方根函数

要使用安全且现代的方法重写快速平方根反函数，std::bit_cast 是引人注目的选项：

float Q_rsqrt(float number)
{
    std::uint32_t bits;
    std::memcpy(&bits, &number, sizeof(float));
    bits = bits & 0x5f3759df;
    bits >>= 1;

    return std::bit_cast<float>(bits);
}

此实现通过利用 std::bit_cast 消除未定义的行为，并确保输入浮点数和最终结果之间的按位等效。

评估新机制

C 语言不断发展，引入了更多类型双关机制。然而，值得注意的是，这些机制可能有其特定的用例和局限性，在采用之前彻底了解每种机制至关重要。

结论

现代 C 中的类型双关是一种复杂的主题，需要仔细考虑并为每个特定应用选择最合适的技术。虽然 std::bit_cast 和 std::memcpy 提供了强大而高效的选项，但程序员必须保持警惕，了解类型双关的微妙之处并明智地利用它来实现最佳结果。

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