类型安全和 NEG 指令答案

【问题标题】：Type safety and NEG instruction类型安全和 NEG 指令
【发布时间】：2015-06-12 11:54:39
【问题描述】：

我需要移植这个汇编指令：

NEG eax

所以我做了以下操作：

uint32_t a = 0x1234568;
a = reinterpret_cast<uint32_t>(-a);

因为reinterpret_cast 做了我想做的事，这意味着直接解释字节而不需要任何类型的转换/转换。

我需要reinterpret_cast 来实现这个目的吗？
~~这是否违反严格别名？~~
如果我做错了，最好的实施方法是什么？

我问这个问题是因为虽然代码显然可以在 gcc 下运行，但它在 Visual Studio 下不起作用（cannot convert from uint32_t to uint32_t 和 unary minus operator applied to unsigned type, result still unsigned）。这些错误是有道理的，但我不确定如何以不同的方式完成它，除了使用 bit hacks 计算 2 的互补。

【问题讨论】：

我希望它计算 2 的补码（与 NEG 的方式相同），即获取存储为负整数的相同值的二进制等价物。请注意，它与仅翻转所有位的NOT 指令不同。
特别想避免手动操作like this.
除非我误解了标准，否则reinterpret_cast 是未定义的，不是由于严格的别名违规，而是因为未定义转换本身。在这个草案open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2010/n3225.pdf - 5.2.10 - 没有提到从有符号整数类型到无符号整数类型的转换。特别注意“无法使用 reinterpret_cast 显式执行其他转换”。

标签： c++ binary opcode

【解决方案1】：

这里不需要reinterpret_cast，static_cast就足够了。
您的代码不适用于指针，因此不存在别名问题。
结论：这种方法没有错。

顺便说一句：您的代码确实可以编译为“neg”指令，至少在英特尔平台上是这样。 ;-)

更新：

C++ 语言规范说：

一元 - 运算符的操作数应具有算术或枚举类型，结果是其操作数的否定。对整数或枚举操作数执行整数提升。无符号量的负数是通过从 2ⁿ 中减去其值来计算的，其中 n 是提升操作数中的位数。结果的类型是提升的操作数的类型。

并且由于无符号类型被提升为它们自己，一元减号可以应用于无符号类型并且不会改变它们。

所以这样写就对了，例如：

uint32_t convert( uint32_t x ) {
    return -x;
}

static_cast 可以在那里使用，但不是必需的。 reinterpret_cast 不能用于整数转换。

【讨论】：

谢谢！只是为了确定：所以可以使用static_cast<uint32_t>(-static_cast<int32_t>(x));？（没有这些，VS 仍然会抱怨 - on unsigned 仍然是未签名的。）
“static_cast 就足够了”。 static_cast 总是更复杂或等同于reinterpret_cast，所以它没有意义。
@ElderBug 从最不激进的类型转换开始总是更好，请参阅stackoverflow.com/questions/332030/…。
@ElderBug reinterpret_cast 无法使用，因为它无法将无符号整数类型转换为其有符号等效值（反之亦然）。我不清楚你为什么声称static_cast“没有意义”。（我同意虽然说static_cast 是“足够的”是不对的。事实上，static_cast 是必要的）。
@ElderBug “这里的重点是不要转换” - 但是否定会产生一个有符号整数，必须将其转换回无符号整数。除非避免否定，否则转换是必要的。 “而 reinterpret_cast 完全可以用来从无符号转换为有符号，不知道你在说什么” - 不，它不能；我说的是标准所说的，以及我测试的编译器（g++ 4.6.3）符合什么。新版本的标准有什么变化吗？

【解决方案2】：

我会使用a = 0 - a;。或者您可以使用a = -a;，但它可能会发出编译警告。警告不是错误，但应该避免。

你也可以试试内联汇编。

mov eax, a
neg eax
mov a, eax

【讨论】：