c++ - 将 int32 转换为 uint32 是无操作的吗？

Question

我想在没有任何转换的情况下将 a 的位int32_t插入到类型uint32_t中，只是重新解释。以下代码正是我想要的：

int32_t  iA = -1;
uint32_t uA = *(uint32_t*)&iA;

但我想知道，我是否可以依靠以下更容易编写的演员来生成相同（或更少）的程序集，理想情况下只是movs？（即，它永远不会对其进行“数学运算”，而不会触及底层位。）

int32_t  iB = -1;
uint32_t uB = (uint32_t)iB;

assert(uA == uB); // ?

标签： c++castingtype-conversionint

Answer 1

在 C++20 之前，有符号整数的表示是实现定义的。但是，即使在 C++20 之前，std::intX_t也保证有 2s'-complement 表示：

int8_t, int16_t, int32_t, int64_t- 有符号整数类型，宽度分别为 8、16、32 和 64 位，没有填充位，负值使用 2 的补码（仅在实现直接支持该类型时提供）

当你写

std::int32_t  iA = -1;
std::uint32_t uA = *(std::uint32_t*)&iA;

你得到所有位设置的值。该标准规定，如果“类型类似于...一种类型，该类型是与对象的动态类型相对应的有符号或无符号类型”，则允许std::int32_t通过类型指针进行访问。因此，严格来说，在取消引用指针之前std::uint32_t*，我们必须确保它std::uint32_t确实是对应的无符号类型：std::int32_t

static_assert(std::is_same_v<std::make_unsigned_t<std::int32_t>, std::uint32_t>);

当你写

std::int32_t  iB = -1;
std::uint32_t uB = (std::uint32_t)iB;

您依赖转换为明确定义并保证产生相同值的无符号类型。

至于组装，两种演员都是无操作的：

std::uint32_t foo() {
    std::int32_t  iA = -1;
    static_assert(std::is_same_v<std::make_unsigned_t<std::int32_t>, std::uint32_t>);
    return *(std::uint32_t*)&iA;
}

std::uint32_t bar() {
    std::int32_t  iB = -1;
    return (std::uint32_t)iB;
}

结果：

foo():
        mov     eax, -1
        ret
bar():
        mov     eax, -1
        ret