std::bit_cast

 

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add_sat (C++26) sub_sat (C++26) saturate_cast (C++26)	mul_sat (C++26) div_sat (C++26)
通用数值运算
iota (C++11) ranges::iota (C++23) accumulate inner_product adjacent_difference partial_sum	reduce (C++17) transform_reduce (C++17) inclusive_scan (C++17) exclusive_scan (C++17) transform_inclusive_scan (C++17) transform_exclusive_scan (C++17)
位操作
has_single_bit (C++20)     bit_cast (C++20) bit_ceil (C++20) bit_floor (C++20) bit_width (C++20) rotl (C++20) rotr (C++20)	popcount (C++20) countl_zero (C++20) countl_one (C++20) countr_zero (C++20) countr_one (C++20) byteswap (C++23) endian (C++20)

 

定义在头文件 <bit> 中
template< class To, class From > constexpr To bit_cast( const From& from ) noexcept;		(自 C++20)

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 的对象表示中的对应位。返回的 To 对象中的填充位的位值未指定。

如果不存在与生成的值表示相对应的 To 类型的值，则行为未定义。如果存在多个这样的值，则生成哪个值未指定。

结果值表示中的一个位是不确定的，如果它

• 不对应于 From 的值表示中的位（即它对应于填充位），或者
• 对应于对象的位，该对象(直到 C++26)其最小包围对象的位，该对象(自 C++26)不在其生存期内，或者
• 具有不确定的值。

结果值表示中的一个位是错误的，如果它对应于最小包围对象具有错误的值的位。

(自 C++26)

结果中不会包含任何其他不确定或错误的值。

对于结果值表示中不确定的每个位，包含该位的最小对象具有不确定的值；除非该对象属于未初始化友好类型，否则行为未定义。 结果中不会包含任何其他不确定的值。	(直到 C++26)
对于结果值表示中不确定或错误的每个位b，令u 为包围b 的最小对象 如果u 属于未初始化友好类型，如果其值表示中的任何位是不确定的，则u 具有不确定的值，否则具有错误的值。 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。	(自 C++26)

此重载仅在sizeof(To) == sizeof(From) 且 To 和 From 均为TriviallyCopyable 类型时才参与重载解析。

如果且仅当 To、From 以及 To 和 From 的所有子对象的类型

• 不是联合类型；
• 不是指针类型；
• 不是指向成员的指针类型；
• 不是易变限定类型；以及
• 没有引用类型的非静态数据成员时，此函数模板为constexpr。

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。

可能的实现

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

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;
}

注释

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

功能测试 宏	值	Std	功能
__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

以下行为更改缺陷报告已追溯应用于先前发布的 C++ 标准。

DR	应用于	已发布的行为	正确行为
CWG 2482 (P1272R4)	C++20	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)

在给定的存储空间中隐式创建对象，并重用对象表示 (函数模板)