我们如何在 C 中安全地操作 Float 和 Int 数据类型以避免别名问题？-C++-PHP中文网

我们如何在 C 中安全地操作 Float 和 Int 数据类型以避免别名问题？

Barbara Streisand

发布： 2024-12-24 04:40:22

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How Can We Safely Manipulate Float and Int Data Types in C to Avoid Aliasing Issues?

Float 和 Int 之间的类型操作：一种安全的方法

当尝试在不同数据类型之间执行操作时，考虑正确的方法至关重要避免别名冲突的方法。 GCC C 编译器关于以下代码片段中的类型双关的警告就是一个主要示例：

float InverseSquareRoot(float x)
{
    float xhalf = 0.5f*x;
    int32_t i = *(int32_t*)&amp;x;
    i = 0x5f3759df - (i>>1);
    x = *(float*)&amp;i;
    x = x*(1.5f - xhalf*x*x);
    return x;
}

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要解决此问题并保持严格别名合规性，建议使用 memcpy 而不是类型转换。下面修改后的代码实现了此方法：

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

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此方法涉及使用 memcpy 将字节从 float 复制到 int32_t。至关重要的是，浮点对象永远不会通过 int32_t 引用直接访问，从而确保符合别名规则。但是，值得注意的是，此方法依赖于两种类型的大小相同的假设，如断言语句所示。这个假设在大多数情况下都是成立的，但在特定情况下应该得到验证。

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