c - 我如何在标准 C89 的位级处理 double ？

Question

我正在玩弄实现 NaN tagging在我用 C 编写的一个小语言实现中。要做到这一点，我需要取一个 double 并直接戳它的位。

我现在使用 union 类型转换工作:

typedef union
{
  double num;
  unsigned long bits;
} Value;

/* A mask that selects the sign bit. */
#define SIGN_BIT (1UL << 63)

/* The bits that must be set to indicate a quiet NaN. */
#define QNAN (0x7ff8000000000000L)

/* If the NaN bits are set, it's not a number. */
#define IS_NUM(value) (((value).bits & QNAN) != QNAN)

/* Convert a raw number to a Value. */
#define NUM_VAL(n) ((Value)(double)(n))

/* Convert a Value representing a number to a raw double. */
#define AS_NUM(value) (value.num)

/* Converts a pointer to an Obj to a Value. */
#define OBJ_VAL(obj) ((Value)(SIGN_BIT | QNAN | (unsigned long)(obj)))

/* Converts a Value representing an Obj pointer to a raw Obj*. */
#define AS_OBJ(value) ((Obj*)((value).bits & ~(SIGN_BIT | QNAN)))

但是转换为 union 类型不是标准的 ANSI C89。有没有可靠的方法来做到这一点:

是 -std=c89 -pedantic干净的？

不会违反严格的别名规则吗？

可以在这样的表达式上下文中使用:

Value value = ...
printf("The number value is %f\n", AS_NUM(value));

Answer 1

这是一个快速的概念验证，它编译干净并且对我来说似乎可以正确运行。我用 memcpy来解决打字双关问题。这在真实系统中当然是 Not Acceptable ，但它至少是可移植的。同样，我不知道您是否打算要求 AS_NUM实现为宏。

#include <stdio.h>
#include <string.h>

typedef struct {
    char raw[sizeof(double)];
} Value;

static Value valueFromDouble(double d) {
    Value result;
    memcpy(result.raw, &d, sizeof(result));
    return result;
}

static double AS_NUM(Value value) {
    double result;
    memcpy(&result, value.raw, sizeof(result));
    return result;
}

int main(int argc, char **argv) {
    Value value = valueFromDouble(1.0);
    printf("The number value is %f\n", AS_NUM(value));
}

这是它编译(在 OS X 上使用 Clang)并运行的记录:

$ cc -std=c89 -pedantic blort.c
$ ./a.out
The number value is 1.000000