std::bit_cast

 

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通用工具 函数对象 位操作 (C++20) bitset hash (C++11) 关系运算符 (deprecated in C++20) 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 和 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) 通用词汇类型 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，获得 To 类型的值。返回的 To 对象的 值表示 中的每一位都等于 from 的 对象表示 中的对应位。返回的 To 对象中填充位的值是未指定的。

如果生成的 值表示 没有对应的 To 类型的值，则行为是未定义的。如果存在多个这样的值，则产生哪个值是未指定的。

如果结果的 值表示 中的一位出现以下情况，则该位是 不确定的：

• 不对应于 From 的 值表示 中的位（即，它对应于填充位），或者
• 对应于不在其 生存期 内的对象的一位(截至 C++26)对于最小的封闭对象不在其 生存期 内的对象的一位(C++26 起)，或者
• 具有 不确定值。

如果结果的 值表示 中的一位对应于最小封闭对象具有 错误值 的位，则该位是 错误的。

(C++26 起)

否则，结果不包含任何不确定或错误的值。

对于结果的值表示中每个不确定的位，包含该位的最小对象都具有不确定值；除非该对象是 未初始化友好类型，否则行为是未定义的。 否则，结果不包含任何不确定值。	(截至 C++26)
对于结果的值表示中每个不确定或错误的位 b，令 u 为包含 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，则行为是未定义的。 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 均为 TriviallyCopyable 类型时参与重载决议。

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

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

参数

from

-

返回值的位来源

返回值

类型为 To 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，在需要时可以使用 std::memcpy 来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;
}

注解

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

特性测试 宏	值	Std	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

以下行为变更缺陷报告已追溯应用于先前发布的 C++ 标准。

DR	应用于	已发布行为	正确行为
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

参见

start_lifetime_asstart_lifetime_as_array (C++23)

在给定的存储中隐式创建对象，并重用对象表示 (函数模板)