线应该是什么意思？

Question

float sqrt_approx(float z) {
    int val_int = *(int*)&z; /* Same bits, but as an int */
    /*
     * To justify the following code, prove that
     *
     * ((((val_int / 2^m) - b) / 2) + b) * 2^m = ((val_int - 2^m) / 2) + ((b + 1) / 2) * 2^m)
     *
     * where
     *
     * b = exponent bias
     * m = number of mantissa bits
     *
     * .
     */

    val_int -= 1 << 23; /* Subtract 2^m. */
    val_int >>= 1; /* Divide by 2. */
    val_int += 1 << 29; /* Add ((b + 1) / 2) * 2^m. */

    return *(float*)&val_int; /* Interpret again as float */
}

我正在阅读一篇关于计算平方根方法的维基文章。我来到了这段代码，并在这一行出演。

 int val_int = *(int*)&z; /* Same bits, but as an int */

为什么他们将 z 转换为 int 指针然后取消引用它？为什么不直接说val_int = z; 为什么要使用指针呢？PS：我是初学者。

Answer 1

这称为类型双关。这种特殊用法违反了严格的别名规则

通过获取浮点值 z 的地址，并将其重新解释为整数值的地址，作者试图访问表示此浮点数的内存字节，但为了方便 a int。

它与 int val_int = z; 不同。这会将浮点值转换为整数，从而导致内存中的位不同。

除了严格的别名问题之外，这里的一个大问题是代码int对任何目标系统上的大小和字节序进行了假设。因此，代码不可移植。

访问字节的正确方法z是char数组：

const uint8_t* zb = (const uint8_t*)&z;

然后，您可以从这些具有特定字节序的整数中构造一个适当大小的整数：

uint32_t int_val = ((uint32_t)zb[0]) |
                   (((uint32_t)zb[1]) << 8) |
                   (((uint32_t)zb[2]) << 16) |
                   (((uint32_t)zb[3]) << 24);

这类似于一个更简单的调用，假设您使用的是小端系统：

uint32_t int_val;
memcpy(&int_val, &z, sizeof(int_val));

但这并不是全貌，因为float字节序是标准化的（至少，假设您的代码针对的是IEEE 754）而int依赖于系统。

在这一点上，整个示例崩溃了。在基本层面上，原始代码是基于技巧的（据说）快速近似。如果你想“正确”地做这些技巧，它就会变得有点混乱。