Bagaimanakah mekanisme C moden seperti `std::bit_cast` boleh membantu anda melakukan punning jenis dengan selamat?

Tebukan Jenis Moden dalam C

Dalam C , taip punning, amalan mentafsir corak sedikit satu jenis sebagai jenis yang berbeza, boleh menjadi teknik yang berguna dalam situasi tertentu seperti pengoptimuman titik terapung. Walau bagaimanapun, ia datang dengan perangkapnya, termasuk tingkah laku yang tidak ditentukan, penyamaran yang ketat dan isu seumur hidup.

Untuk menangani cabaran ini, C telah memperkenalkan beberapa mekanisme untuk penebuk jenis yang selamat dan cekap, termasuk:

• std::reinterpret_cast: Reinterpret_cast tradisional masih mempunyai masalah dengan tingkah laku dan pengalian yang tidak ditentukan pelanggaran.
• std::static_cast: Digabungkan dengan void*, static_cast boleh memberikan cast yang lebih jelas dan lebih selamat daripada reinterpret_cast.
• std::bit_cast: Diperkenalkan dalam C 20, std::bit_cast menyediakan jenis-safe dan cara yang cekap untuk melakukan penukaran sedikit demi sedikit tanpa melanggar peraturan aliasing yang ketat.
• std::memcpy: Walaupun tidak direka secara eksplisit untuk jenis punning, memcpy boleh digunakan untuk menyalin corak bit satu membantah yang lain, membenarkan tafsiran semula yang selamat.
• std::launder: Boleh digunakan untuk menukar penuding kepada penuding yang tidak melanggar peraturan aliasing yang ketat.

Untuk masalah konkrit menulis semula fungsi punca kuasa dua songsang pantas, menggunakan std::bit_cast akan menjadi yang paling selamat dan paling berprestasi pendekatan:

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;
}

Penyelesaian ini mengelakkan tingkah laku yang tidak ditentukan dan pelanggaran alias sambil mengekalkan prestasi. std::bit_cast dioptimumkan dengan baik oleh penyusun, menghasilkan kod yang cekap yang mematuhi sistem jenis C.

Atas ialah kandungan terperinci Bagaimanakah mekanisme C moden seperti `std::bit_cast` boleh membantu anda melakukan punning jenis dengan selamat?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!