std::bit_cast

 

C++

编译器支持

自由（freestanding）与宿主（hosted）

语言

标准库

标准库头文件

具名要求

特性测试宏 (C++20)

语言支持库

概念库 (C++20)

诊断库

内存管理库

元编程库 (C++11)

通用工具库

容器库

迭代器库

范围库 (C++20)

算法库

字符串库

文本处理库

数值库

日期和时间库

输入/输出库

文件系统库 (C++17)

并发支持库 (C++11)

执行控制库 (C++26)

技术规范

符号索引

外部库

 

工具库

语言支持 类型支持（基本类型、RTTI） 库特性测试宏 (C++20) 程序工具 变参函数 initializer_list (C++11) is_constant_evaluated (C++20) is_within_lifetime (C++26) source_location (C++20) 协程支持 (C++20) 契约支持 (C++26) 三路比较 three_way_comparablethree_way_comparable_with (C++20)(C++20) strong_ordering (C++20) weak_ordering (C++20) partial_ordering (C++20) common_comparison_category (C++20) compare_three_way_result (C++20) compare_three_way (C++20) strong_order (C++20) weak_order (C++20) partial_order (C++20) compare_strong_order_fallback (C++20) compare_weak_order_fallback (C++20) compare_partial_order_fallback (C++20)   is_eqis_ltis_lteq (C++20)(C++20)(C++20)   is_neqis_gtis_gteq (C++20)(C++20)(C++20)

通用工具 函数对象 位操作 (C++20) bitset hash (C++11) 关系运算符 (C++20 中弃用) rel_ops::operator!=rel_ops::operator>    rel_ops::operator<=rel_ops::operator>= 整数比较函数 cmp_equalcmp_lesscmp_less_than (C++20)(C++20)(C++20)   cmp_not_equalcmp_greatercmp_greater_than (C++20)(C++20)(C++20) in_range (C++20) 交换与类型操作 swap ranges::swap (C++20) exchange (C++14) declval (C++11) to_underlying (C++23) forward (C++11) forward_like (C++23) move (C++11) move_if_noexcept (C++11) as_const (C++17) 常用词汇类型 pair tuple (C++11) optional (C++17) any (C++17) variant (C++17) tuple_size (C++11) tuple_element (C++11) apply (C++17) make_from_tuple (C++17) expected (C++23)

 

位操作

bit_cast (C++20)

byteswap (C++23)

2 的整数次幂

has_single_bit (C++20)

bit_ceil (C++20)

bit_floor (C++20)

bit_width (C++20)

旋转

rotl (C++20)

rotr (C++20)

计数

countl_zero (C++20)

countl_one (C++20)

countr_zero (C++20)

countr_one (C++20)

popcount (C++20)

字节序

endian (C++20)

 

定义于头文件 <bit>
template< class To, class From > constexpr To bit_cast( const From& from ) noexcept;		(C++20 起)

通过重新解释 From 的对象表示来获取 To 类型的值。返回的 To 对象的值表示中的每个位都等于 from 的对象表示中对应的位。返回的 To 对象中填充位的取值是未指定的。

如果不存在与所生成的值表示对应的 To 类型的值，则行为未定义。如果存在多个此类值，则生成哪个值是未指定的。

如果结果值表示中的位为不确定，则它：

• 不对应于 From 的值表示中的位（即它对应于一个填充位），或
• 对应于其(直到 C++26)的最小包围对象(从 C++26 开始)不在其生命周期内的对象的位，或
• 具有不确定值。

如果结果值表示中的位为错误，则它对应于其最小包围对象具有错误值的位。

(C++26 起)

否则，结果不包含任何不确定或错误值。

对于结果值表示中每个不确定的位，包含该位的最小对象具有不确定值；除非该对象是未初始化友好类型，否则行为未定义。 否则，结果不包含任何不确定值。	（直到 C++26）
对于结果值表示中每个不确定或错误的位b，令u为包围b的最小对象 如果u是未初始化友好类型，则如果其值表示中的任何位是不确定的，则u具有不确定值，否则具有错误值。 否则，如果b是不确定的，则行为未定义。 否则，行为是错误的，结果如上所述。	(C++26 起)

此重载仅在 sizeof(To) == sizeof(From) 且 To 和 From 都是TriviallyCopyable 类型时才参与重载决议。

当且仅当 To、From 以及 To 和 From 的所有子对象的类型都满足以下条件时，此函数模板才为 constexpr：

• 不是联合类型；
• 不是指针类型；
• 不是指向成员的指针类型；
• 不是 volatile 限定类型；且
• 没有引用类型的非静态数据成员。

参数

from

-

返回值的位源

返回值

一个 To 类型的对象，其值表示如上所述。

可能实现

要实现 std::bit_cast，忽略它是 constexpr 的事实，当需要将对象表示解释为另一种类型时，可以使用 std::memcpy。

template<class To, class From>
std::enable_if_t<
    sizeof(To) == sizeof(From) &&
    std::is_trivially_copyable_v<From> &&
    std::is_trivially_copyable_v<To>,
    To>
// constexpr support needs compiler magic
bit_cast(const From& src) noexcept
{
    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;
}

注意

在大多数情况下，不应使用 reinterpret_cast（或等效的显式转换）在指针或引用类型之间重新解释对象表示，因为存在类型别名规则。

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

示例

运行此代码

#include <bit>
#include <cstdint>
#include <iostream>
 
constexpr double f64v = 19880124.0; 
constexpr auto u64v = std::bit_cast<std::uint64_t>(f64v);
static_assert(std::bit_cast<double>(u64v) == f64v); // round-trip
 
constexpr std::uint64_t u64v2 = 0x3fe9000000000000ull;
constexpr auto f64v2 = std::bit_cast<double>(u64v2);
static_assert(std::bit_cast<std::uint64_t>(f64v2) == u64v2); // round-trip
 
int main()
{
    std::cout
        << "std::bit_cast<std::uint64_t>(" << std::fixed << f64v << ") == 0x"
        << std::hex << u64v << '\n'
        << "std::bit_cast<double>(0x" << std::hex << u64v2 << ") == "
        << std::fixed << f64v2 << '\n';
}

可能的输出

std::bit_cast<std::uint64_t>(19880124.000000) == 0x4172f58bc0000000
std::bit_cast<double>(0x3fe9000000000000) == 0.781250

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	发布时的行为	正确的行为
CWG 2482 (P1272R4)	C++20	当涉及不确定位时，是否会发生 UB 是未指定的	已指定

另请参阅

start_lifetime_asstart_lifetime_as_array (C++23)

在给定存储中隐式创建对象，并重用对象表示 (函数模板)