我們如何在現代 C 語言中安全且有效率地輸入雙關語？

C 語言中類型雙關的現代藝術

類型雙關，即將一種類型的位模式解釋為另一種類型的行為，已成為一種有價值的方法C 語言程式設計中的工具。簡介中概述的複雜性和陷阱導致了各種類型雙關技術的發展，每種技術都有自己的優點和缺點。

安全高效的鑄造選項

在討論的方法中，std::bit_cast 和 std::memcpy 是安全高效的選擇。

• std::bit_cast：引入C 20，std::bit_cast 提供了一種乾淨且現代的類型雙關方法。它保證來源類型和目標類型之間的位元等效。
• std::memcpy：雖然不太優雅，但 std::memcpy 通常經過現代編譯器優化，從而實現快速高效的執行。當從外部來源接收的資料執行 memcpy 時，它特別有用。

無效和已棄用的技術

• 普通C 轉換、重新解釋轉換和靜態轉換：這些方法通常對於C 中的類型雙關無效，並且可能導致未定義的行為。
• Unions：聯合雖然在C 中有效，但不允許用於C 中的類型雙關.

重溫快速平方根反函數

要使用安全且現代的方法重寫快速平方根反函數，std::bit_cast 是一個引人注目的選擇：

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);
}

此實作透過利用std::bit_cast 消除了未定義的行為，並確保輸入浮點數和最終結果之間按位等效。

評估新機制

C 語言繼續不斷發展，引入更多類型的雙關機制。然而，值得注意的是，這些機制可能有其特定的用例和局限性，在採用之前徹底了解每種機制至關重要。

結論

現代 C 中的類型雙關是一種複雜的主題，需要仔細考慮並為每個特定應用選擇最合適的技術。雖然 std::bit_cast 和 std::memcpy 提供了強大而高效的選項，但程式設計師必須保持警惕，了解類型雙關的微妙之處並明智地利用它來實現最佳結果。

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