Est-ce que std :: memcpy entre différents types de comportements trivialement copiables n'est pas défini?

Question

J'ai été en utilisant std::memcpy de contourner stricte aliasing pendant une longue période.

Par exemple, l'inspection d'un float, comme ceci:

float f = ...;
uint32_t i;
static_assert(sizeof(f)==sizeof(i));
std::memcpy(&i, &f, sizeof(i));
// use i to extract f's sign, exponent & significand

Cependant, cette fois, j'ai vérifié la norme, je n'ai rien trouvé qui valide cette. Tout ce que je trouve est ceci:

Pour tout objet (autre que potentiellement-le chevauchement des sous-objet) de la trivialement copiable type T, si oui ou non l'objet titulaire d'un permis de valeur de type T, le sous-jacent octets ([intro.mémoire]) faisant l'objet peut être copié dans un tableau de char, unsigned char, ou std::byte ([cstddef.syn]).⁴⁰ Si le contenu de ce tableau est copié en arrière dans l'objet, l'objet doit ensuite tenir sa valeur d'origine. [ Exemple:

#define N sizeof(T)
char buf[N];
T obj;                          // obj initialized to its original value
std::memcpy(buf, &obj, N);      // between these two calls to std​::​memcpy, obj might be modified
std::memcpy(&obj, buf, N);      // at this point, each subobject of obj of scalar type holds its original value

fin de l'exemple ]

et ce:

Pour toute trivialement copiable type T, si deux pointeurs vers T point distinct T des objets obj1 et obj2, où ni obj1 ni obj2 est potentiellement un chevauchement sous-objet, si le sous-jacent octets ([intro.mémoire]) qui obj1 sont copiés dans obj2,⁴¹ obj2 doit ensuite contenir la même valeur qu'obj1. [ Exemple:

T* t1p;
T* t2p;
// provided that t2p points to an initialized object ...
std::memcpy(t1p, t2p, sizeof(T));
// at this point, every subobject of trivially copyable type in *t1p contains
// the same value as the corresponding subobject in *t2p

fin de l'exemple ]

Donc, std::memcpying float /à partir de char[] est autorisé, et std::memcpying entre les mêmes trivial types est aussi permis.

C'est mon premier exemple (et le lien de réponse) bien définis? Ou de la bonne façon à examiner un float est std::memcpy en unsigned char[] de la mémoire tampon, et l'aide d' shifts et ors pour construire un uint32_t - il?

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Remarque: en regardant std::memcpy's garanties ne peuvent pas répondre à cette question. Pour autant que je sais, je pourrais remplacer std::memcpy avec un simple octet-copie de la boucle, et la question sera la même.

Answer 1

C'est mon premier exemple (et le lien de réponse) bien définis?

Le comportement n'est pas indéfini (à moins que le type de cible a piège des représentations^† qui ne sont pas partagés par le type de source), mais la valeur de l'entier est définie par l'implémentation. La norme ne donne aucune garantie à propos de la façon dont les nombres à virgule flottante sont représentés, il n'existe aucun moyen d'extraire de la mantisse, etc à partir de l'entier dans mobiles - cela dit, vous vous limitez à la norme IEEE 754 à l'aide de systèmes ne vous limite pas beaucoup ces jours-ci.

Les problèmes de portabilité:

• La norme IEEE 754 est pas garanti par le C++
• Octet boutisme de flotteur n'est pas garanti match entier boutisme.
• (Systèmes avec piège des représentations^†).

Vous pouvez utiliser std::numeric_limits::is_iec559 pour vérifier si votre hypothèse au sujet de la représentation est correcte.

^† Bien, il semble que l' uint32_t ne peut pas avoir des pièges (voir commentaires) de sorte que vous n'avez pas besoin d'être concernés. En utilisant uint32_t, vous avez déjà écarté la portabilité ésotériques systèmes standard conforme systèmes ne sont pas besoin pour définir cet alias.

Answer 2

Votre exemple est bien définie et ne rompt pas stricte de l'aliasing. std::memcpy stipule clairement:

Des Copies count d'octets à partir de l'objet pointé par la src à l'objet pointé par dest. Les deux objets sont réinterprétés comme des tableaux de unsigned char.

La norme permet d'aliasing n'importe quel type par le biais d'un (signed/unsigned) char* ou std::byte et donc votre exemple ne présente pas les UB. Si l'entier résultant de la valeur du produit est une autre question si.

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use i to extract f's sign, exponent & significand

Cependant, cela n'est pas garanti par la norme, la valeur de float est mise en œuvre définies (dans le cas de la norme IEEE 754, il va fonctionner, cependant).