我们如何在 C 中安全地将浮点数转换为整数，同时避免严格别名违规？

类型双关：关于正确的浮点到整数转换的讨论

代码中呈现的快速反平方根运算采用位黑客来实现效率。然而，它引起了对类型双关和潜在规则违规的担忧。

问题：严格别名违规

编译器警告取消引用类型双关指针，从而违反严格别名规则。严格别名是指这样的假设：通过不同类型的指针访问内存可能会导致意想不到的后果。

替代转换选项

提出的问题探讨了使用 static_cast、reinterpret_cast 或dynamic_cast 的适用性作为潜力解决方案。

static_cast

Static_cast 执行兼容类型之间的隐式转换。但是，在这种情况下，float 和 int32_t 不是兼容的类型，因此 static_cast 不适合。

reinterpret_cast

Reinterpret_cast 允许在不相关的类型之间进行转换。然而，它仅仅改变了位的解释，并不能保证类型安全。使用reinterpret_cast 不会解决别名冲突问题。

dynamic_cast

Dynamic_cast 在此上下文中不适用，因为它用于面向对象编程并在运行时验证类型关系。

正确的方法

建议的解决方案是使用 memcpy 来实现类型转换。 Memcpy 在内存位置之间复制字节，无需类型解释，有效绕过严格别名问题。

代码实现

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;

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