我可以通过 IEEE double 往返对齐指针吗？

Question

我可以通过 double 往返任何 4 字节对齐的指针吗？我可以通过字符串往返任何有限 double 吗？

具体来说，在任何使用符合 C11 的 IEEE float 且静态断言均未失败的平台上，是否保证以下程序中的断言通过？

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <string.h>
#include <math.h>

int main(void) {
   struct {
      void *dummy;
   } main_struct;
   main_struct.dummy = 0;
   static_assert(_Alignof(main_struct) >= 4,
                 "Dummy struct insufficiently aligned");
   static_assert(sizeof(double) == sizeof(uint64_t) && sizeof(double) == 8,
                 "double and uint64_t must have size 8");
   double x;
   uint64_t ptr = (uint64_t)&main_struct;
   assert((ptr & 3) == 0);
   ptr >>= 2;
   memcpy(&x, &ptr, 8);
   assert(!isnan(x));
   assert(isfinite(x));
   assert(x > 0);
   char buf[1000];
   snprintf(buf, sizeof buf, "Double is %#.20g\n", x);
   double q;
   sscanf(buf, "Double is %lg\n", &q);
   assert(q == x);
   assert(memcmp(&q, &ptr, 8) == 0);
}

Answer 1

Specifically, on any platform that uses IEEE floating point, which conforms to C11, and on which neither static assertion fails, are the assertions in the following program guaranteed to pass?

只有那些要求，然后没有。排除它的原因如下:

• 您尚未断言指针的大小为 64 位或更小。
• 没有人说指针和 double 在内存中使用相同类型的字节顺序。如果指针是 big-endian 而 double 是 little-endian(或 middle-endian，或使用其他一些奇怪的内存格式)，那么您的移位不排除负值、无限值或 NaN 值。
• 不能保证指针简单地转换为整数值，低位位保证为零只是因为它们指向对齐的值。

这些反对意见在当前的实际平台上可能有些病态，但在理论上肯定是正确的，并且您的要求列表中没有任何内容反对他们。

例如，完全可能想象一个具有独立浮点协处理器的架构，该处理器使用与主整数 CPU 不同的内存格式。事实上，维基百科文章实际上states有真实的架构示例可以做到这一点。至于奇怪的指针格式，C FAQ 提供了一些 interesting historical examples .