无符号u = *（unsigned *）＆amp; x的含义是什么？在C＆＃x2B;＆＃x2B; x在哪里浮动变量？

Question

由于我的数值分析课程考试即将到来，所以我正在寻找一个实现代码以表示C/C ++中的浮点数？然后，我从Github中的代码中找到了一条线。您能告诉我，下面的代码段中第二行的含义是什么，以及为什么这很重要？

float x = ...;
unsigned u = *(unsigned*)&x; 

Answer 1

unsigned只是unsigned int的简短，并且使用C ++ - 样式铸造该行将转换为

unsigned int u = *reinterpret_cast<unsigned int*>(&x);

以下内容，但是在下面阅读为什么在任何一种情况下都会导致不确定的行为。

并不明显。

（我建议不要像问题中所示的行中使用C风格的铸件一样，因为C ++的样式 /code>变量，然后该行试图重新解释float变量的对象表示为nosigned int的对象表示，基本上是重新诠释float的内存为intemed int的内存，然后存储insted int值，在u中与该表示相对应的值。

步骤的步骤，＆amp; x是x type float*的指针; x）是指向x的指针，但现在类型为intemed> intemed int*。然后*reinterpret_cast＆lt; unsigned int*＆gt;（＆amp; x）应该解释int unsigned int*指针指向float float变量，从指向内存的位置检索inted int值，好像在其中存储的字节代表无符号int值，而不是float值。最后，unsigned int u =应该使用该值来初始化u。

这会导致不确定的行为，因为它是通过float对象通过无符号的INT*指针访问float对象。一些编译器具有可以允许此功能的选项（在float和unsigned Int具有兼容大小和对齐方式的假设下），但是标准C ++不允许使用。语言本身。

通常，每当您看到reinterpret_cast（或可能解析为reinterpret_cast）的C风格铸件时，如果您不知道确切的情况，您可能会导致不确定的行为你在做。

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由于C ++ 20在没有未定义行为的情况下执行此操作的正确方法是使用std :: bit_cast：

float x = /*...*/;
auto u = std::bit_cast<unsigned>(x);

或者在C ++之前使用std :: memcpy：

float x = /*...*/;
unsigned u;
static_assert(sizeof(u) == sizeof(x));
std::memcpy(&u, &x, sizeof(u));

大小验证由std :: bit_cast自动完成。即使没有C ++ 20，也可能是一个好主意，最好将static_assert和memcpy在类似的通用函数中进行重复使用。

这两个仍然都要求x的表示也是u的有效表示。否则，行为仍然不确定。我不知道是否有任何C ++实现，在float-＆gt;未签名案例。

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另外，请注意：C是另一种语言。例如，规则在C中很可能有所不同。例如，在>（unsigned*） cast可以解决的reinterpret_cast显然没有reinterpret_cast。但是，在这种情况下，C的混叠规则将产生同等效果。

Answer 2

它不是有效的C ++。 （程序的行为）是未定义的。
演员表的表达将导致违反一致性要求（又称“严格的违反违约”）。
请参阅：§6.7内存和对象和§6.8类型 iso/iec JTC1 SC22 WG21 。

问题是显式铸造将成为reinterpret_cast：

float boat = 420.69f;
// unsigned dont_do_this = * reinterpret_cast<unsigned *> (&boat);
//          ~~~~~~~~~~~~~~~^
//  Dereferencing `unsigned*` pointer which doesn't point to an `unsigned`.

float*不是 使用无符号*。
您可以做到这一点：

auto since_cpp20 = std::bit_cast<unsigned>(boat); // include <bit>
// Alternatively:
unsigned since_c;
std::memcpy(&since_c, &boat, sizeof since_c);

Answer 3

假设x是float，那么代码是一种hack的方法，可以通过将其钻头直接复制到整数中，即无需执行正常浮动而访问浮子的二进制格式指向整数转换，如果您只是写u = x;，将会发生。