【问题标题】:Is this strict aliasing example correct?这个严格的别名示例正确吗?
【发布时间】:2014-07-21 16:01:24
【问题描述】:

我在过去一周左右一直在阅读严格的别名规则并看到这篇文章:Understanding C/C++ Strict Aliasing

本文介绍了两种交换 32 位整数的一半的方法,给出了很好的示例和违反严格别名规则的示例。不过,我无法理解其中一个示例。

此代码被描述为已损坏。

uint32_t
swaphalves(uint32_t a)
{
    a = (a >> 16) | (a << 16);
    return a;
}

给出的原因是:

这个版本看起来合理,但你不知道左右两边 |每个人都将获得a 的原始版本,或者如果其中一个人将获得以下结果 另一个。这里没有顺序点,所以我们对顺序一无所知 这里的操作,你可能会从同一个编译器使用不同的编译器得到不同的结果 优化级别。

我不同意。这段代码对我来说很好。在a = (a &gt;&gt; 16 | (a &lt;&lt; 16); 行中只有一次对a 的写入,我希望a 的两次读取都发生在该写入之前。此外,没有指针或引用,也没有不兼容的类型。

我是否在此代码中遗漏了严格的别名违规,或者文章不正确?

【问题讨论】:

  • 这是在单线程场景中吗?
  • 这是我的假设,虽然我认为文章中没有明确说明。
  • @ParkYoung-Bae 如果没有,它会因为与严格的混叠和序列点完全无关的原因而损坏,并且仅在右侧读取一次无法修复它。
  • 这个例子显然是不正确的。如果这种情况是正确的,那么您根本无法编码。我的意思是,同样的论点a = a + a 也不应该起作用。总而言之:永远不要相信这家咨询公司。
  • 我在answer 中引用的严格别名文章是更好的来源。

标签: c++ c strict-aliasing


【解决方案1】:

此代码中的任何地方都没有指针和引用,因此严格的别名规则甚至没有进入图片。事实上,作者调用 sequence points 而不是严格的别名来证明它是未定义的断言是正确的。但是,这种推理似乎是错误的,并且代码 sn-p 具有完美定义的语义。作为Prasoon Saurav explains in more detail

(第 1.9/15 节)运算符的操作数的值计算在运算符结果的值计算之前排序。

因此,对于 = 运算符,a(a &gt;&gt; 16) | (a &lt;&lt; 16) 的评估在赋值之前进行排序。这些都没有问题:虽然它的各个部分都相对于彼此没有排序,但没有写入a 仍然需要排序。

(从技术上讲,这提出了一个问题,即赋值的副作用是如何对其值计算进行排序的,但我在这方面找不到任何东西。大概它在标准中的某个地方,但我手边没有副本。我强烈怀疑它是在值计算之后排序的,原因在下一段中。)

您也可以应用常识:写入a 需要先评估(a &gt;&gt; 16) | (a &lt;&lt; 16)以写入正确的值,因此它不会在评估过程中发生。这篇文章的另一个问题是,即使

uint32_t
swaphalves(uint32_t a)
{
    a = (a >> 16) | (a << 16);
    return a;
}

由于序列点而具有未定义的行为,

uint32_t
swaphalves(uint32_t a)
{
    return (a >> 16) | (a << 16);
}

不会(没有要排序的写入),因此占据文章其余大部分内容的更复杂的版本(联合、memcpy)毫无意义。

【讨论】:

  • 所以……总结一下:a = (a &gt;&gt; 16) | (a &lt;&lt; 16); 完全可以,定义的行为?
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