陷阱表示

Question

1. 什么是 C 中的“陷阱表示”（一些示例可能会有所帮助）？这适用于 C++ 吗？

2. 鉴于此代码…

    float f=3.5;
   int *pi = (int*)&f;

...并假设 `sizeof(int) == sizeof(float)` ，做 `f` 和 `*pi` 具有相同的二进制表示/模式？

原文由 Burt 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

Answer 1

1. 陷阱表示是 C99（IIRC 而非 C89）使用的一个包罗万象的术语，用于描述适合类型占用的空间的位模式，但如果用作该类型的值则会触发未定义的行为。定义在第 6.2.6.1p5 节中（触角包含在所有 6.2.6 中），我不会在这里引用它，因为它很长而且令人困惑。存在这种位模式的类型被称为“具有”陷阱表示。任何类型都不需要有任何陷阱表示，但标准保证 不会 有陷阱表示的唯一类型是 unsigned char (6.2.6.1p5, 6.2.6.2p1)。

该标准给出了两个假设的陷阱表示示例，它们都不对应任何实际 CPU 多年来所做的任何事情，因此我不会将您与它们混淆。陷阱表示的一个 很好 的例子（也是您可能遇到的任何 CPU 上 唯一 有资格作为硬件级陷阱表示的东西）是浮点类型的信号 NaN。 C99 附录 F（第 2.1 节）明确未定义信号 NaN 的行为，尽管 IEC 60559 详细说明了它们的行为。

值得一提的是，虽然指针类型允许 有 陷阱表示，但空指针 不是 陷阱表示。空指针只有在被取消引用或偏移时才会导致未定义的行为；对它们的其他操作（最重要的是，比较和复制）是明确定义的。如果仅使用具有陷阱表示的类型 读取 陷阱表示，则会导致未定义的行为。 （ 无效 但非空指针是否或应该被视为陷阱表示是一个争论的主题。CPU 不会那样对待它们，但编译器可能会。）

1. 您显示的代码具有未定义的行为，但这是因为指针别名规则，而不是因为陷阱表示。这是如何将 float 转换为 int 具有相同的表示形式（假设，如你所说， sizeof(float) == sizeof(int) ）

    int extract_int(float f)
   {
       union { int i; float f; } u;
       u.f = f;
       return u.i;
   }

此代码在 C99 中具有 _未指定_（不是未定义）的行为，这基本上意味着标准没有定义生成 _的整数值_，但是您确实得到 了一些 有效的整数值，它不是陷阱表示，并且不允许编译器优化假设你没有这样做。 （第 6.2.6.1 节，第 7 段。我的 C99 副本可能包括技术勘误——我记得这在原始出版物 中 未定义，但在 TC 中更改为未指定。）

原文由 zwol 发布，翻译遵循 CC BY-SA 3.0 许可协议

Answer 2

使用指向 int 的指针对浮点数进行别名的未定义行为。

原文由 Puppy 发布，翻译遵循 CC BY-SA 3.0 许可协议