плавающие биты и строгое сглаживание
Я пытаюсь извлечь биты из float без вызова неопределенного поведения. Вот моя первая попытка:
unsigned foo(float x)
{
unsigned* u = (unsigned*)&x;
return *u;
}
как я понимаю, это не гарантируется из-за строгих правил сглаживания, верно? Работает ли это, если сделать промежуточный шаг с указателем символа?
unsigned bar(float x)
{
char* c = (char*)&x;
unsigned* u = (unsigned*)c;
return *u;
}
или мне нужно извлечь отдельные байты самостоятельно?
unsigned baz(float x)
{
unsigned char* c = (unsigned char*)&x;
return c[0] | c[1] << 8 | c[2] << 16 | c[3] << 24;
}
конечно, это имеет недостаток в зависимости от endianness, но я мог бы жить с этим.
union hack определенно неопределенное поведение, не так ли?
unsigned uni(float x)
{
union { float f; unsigned u; };
f = x;
return u;
}
просто для полноты, вот ссылочка версия foo
. Также неопределенное поведение, верно?
unsigned ref(float x)
{
return (unsigned&)x;
}
Итак, можно ли извлечь биты из поплавка (если обе 32-битные, конечно)?
EDIT: и вот memcpy
версия, предложенная Goz. Так как многие компиляторы не поддерживают static_assert
еще, Я заменил static_assert
С некоторым шаблонное метапрограммирование:
template <bool, typename T>
struct requirement;
template <typename T>
struct requirement<true, T>
{
typedef T type;
};
unsigned bits(float x)
{
requirement<sizeof(unsigned)==sizeof(float), unsigned>::type u;
memcpy(&u, &x, sizeof u);
return u;
}
4 ответов
единственный способ действительно избежать каких-либо проблем-это memcpy.
unsigned int FloatToInt( float f )
{
static_assert( sizeof( float ) == sizeof( unsigned int ), "Sizes must match" );
unsigned int ret;
memcpy( &ret, &f, sizeof( float ) );
return ret;
}
поскольку вы memcpying фиксированную сумму компилятор оптимизирует его.
это говорит, что метод объединения очень широко поддерживается.
Union hack определенно неопределенное поведение, не так ли?
да и нет. Согласно стандарту, это определенно неопределенное поведение. Но это такой широко используемый трюк, что GCC и MSVC и, насколько я знаю, каждый другой популярный компилятор явно гарантирует, что он безопасен и будет работать так, как ожидалось.
следующее не нарушает правило сглаживания, потому что оно не использует lvalues, обращающиеся к различным типам в любом месте
template<typename B, typename A>
B noalias_cast(A a) {
union N {
A a;
B b;
N(A a):a(a) { }
};
return N(a).b;
}
unsigned bar(float x) {
return noalias_cast<unsigned>(x);
}
Если вы действительно хотите быть агностиком о размере типа float и просто возвращать необработанные биты, сделайте что-то вроде этого:
void float_to_bytes(char *buffer, float f) {
union {
float x;
char b[sizeof(float)];
};
x = f;
memcpy(buffer, b, sizeof(float));
}
тогда назовите это так:
float a = 12345.6789;
char buffer[sizeof(float)];
float_to_bytes(buffer, a);
этот метод, конечно, будет производить вывод, специфичный для порядка байтов вашей машины.