std::bit_cast

 

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countl_one (C++20)

countr_zero (C++20)

countr_one (C++20)

popcount (C++20)

endian (C++20)

 

在标头 <bit> 定义
template< class To, class From > constexpr To bit_cast( const From& from ) noexcept;		(C++20 起)

通过转译 from 的对象表示获得 To 类型值。返回的 To 对象值表示中的每位都等于 from 的对象表示中的对应位。返回的 To 对象中的填充位的值未指定。

若无 To 类型值对应产生的值表示，则行为未定义。若有多个这种值，则产生哪个值是未指定的。

结果的值表示中的一个位为不确定，若它

• 不对应 From 的值表示中的位（即它对应填充位），或
• 对应一个不在其生存期内的对象的位，或
• 拥有不确定值。

对于每个结果的值表示中的不确定位，含该位的最小对象拥有不确定值；若该对象不拥有 unsigned char 或 std::byte 类型则行为未定义。其他情况下结果不含不确定值。

此重载只有在 sizeof(To) == sizeof(From) 且 To 和 From 两者都是可平凡复制 (TriviallyCopyable) 类型时才会参与重载决议。

此函数模板为 constexpr ，若且唯若 To、 From 和 To 及 From 的所有子对象的类型都：

• 不是联合体类型；
• 不是指针类型；
• 不是指向成员指针类型；
• 不是 volatile 限定类型；且
• 无引用类型的非静态数据成员。

参数

from

-

返回值的位数据源

返回值

位值如上的 To 类型对象。

可能的实现

在 std::bit_cast 前，如果忽略 constexpr ，需要翻译对象表示为另一类型的对象表示时，可以使用 std::memcpy ：

template <class To, class From>
typename std::enable_if_t<
    sizeof(To) == sizeof(From) &&
    std::is_trivially_copyable_v<From> &&
    std::is_trivially_copyable_v<To>,
    To>
// constexpr 支持需要编译器魔法
bit_cast(const From& src) noexcept
{
    // 此实现要求 To 可平凡默认构造
    static_assert(std::is_trivially_constructible_v<To>,
        "This implementation additionally requires destination type to be trivially constructible");
 
    To dst;
    std::memcpy(&dst, &src, sizeof(To));
    return dst;
}

而实现 constexpr 可以尝试使用gcc内建函数：

template <class To, class From>
typename std::enable_if_t<
    sizeof(To) == sizeof(From) &&
    std::is_trivially_copyable_v<From> &&
    std::is_trivially_copyable_v<To>,
    To>
constexpr bit_cast(const From& from) noexcept
{
    return __builtin_bit_cast(_To, __from);
}

注解

大多数情况下不应该用指针或引用类型间的 reinterpret_cast （或等价的显式转型）转译对象表示，因为类型别名使用规则。

功能特性测试宏	值	标准	备注
__cpp_lib_bit_cast	201806L	(C++20)	std::bit_cast

示例

运行此代码

#include <cstdint>
#include <bit>
#include <iostream>
 
constexpr double f64v = 19880124.0;
constexpr auto u64v = std::bit_cast<std::uint64_t>(f64v);
 
constexpr std::uint64_t u64v2 = 0x3fe9000000000000ull;
constexpr auto f64v2 = std::bit_cast<double>(u64v2);
 
int main()
{
    std::cout
        << std::fixed <<f64v << "f64.to_bits() == 0x"
        << std::hex << u64v << "u64\n";
 
    std::cout
        << "f64::from_bits(0x" << std::hex << u64v2 << "u64) == "
        << std::fixed << f64v2 << "f64\n";
}

可能的输出：

19880124.000000f64.to_bits() == 0x4172f58bc0000000u64
f64::from_bits(0x3fe9000000000000u64) == 0.781250f64

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告	应用于	出版时的行为	正确行为
CWG 2482	C++20	在涉及不确定位时未指定 UB 是否会出现	已指定