复制浮点数的字节模式不起作用

Question

我目前正在自学 C++，并尽我所能学习有关内存的知识。我发现您可以使用 char 指针来复制 int 的位模式，并通过强制转换将其存储在内存中：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{

int x = 20;

char* cp = new char[sizeof(int)];

cp[0] = *((char*)&x);
cp[1] = *((char*)&x+1);
cp[2] = *((char*)&x+2);
cp[3] = *((char*)&x+3);

std::cout << (int)*cp; // returns 20; 


return 0;
}

上面的代码有效，当我将 cp 转换为 int 以便编译器一次读取 4 个字节时，我得到了正确的数字，即 20。

但是将其更改为浮点数：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{

float x = 20;

char* cp = new char[sizeof(float)];

cp[0] = *((char*)&x);
cp[1] = *((char*)&x+1);
cp[2] = *((char*)&x+2);
cp[3] = *((char*)&x+3);

std::cout << (float)*cp; // returns 0.


return 0;
}

返回0。现在我在这里有点困惑。如果我复制每个字节，为什么它仍然给我一个 0？如果有人能帮助我理解这一点，那就太棒了。

Answer 1

(int)*cp; 首先解除对指针的引用，返回一个char 值，该值现在被静态转换为整数。这仅适用于 char 可以存储的范围 - 0 255 或 -128 127，并且需要 little-endian 系统。

看起来修复它的方法是*reinterpret_cast<float*>(cp); 或*((float*)cp)。两者都是错误的并导致未定义的行为，因为它们违反了严格的别名规则。

严格的别名规则规定，只有当指针指向的内存位置存在T 类型的对象时，才能取消引用指向T 的指针。 char、std::byte、unsigned char 除外。这意味着通过强制转换为char 来检查任何类型都是正确的，但不能简单地将一堆字节解释为随机的T。

序列化和反序列化对象的正确方法是：

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    float x = 20.0f;

    // This is safe.
    char* cp1 = reinterpret_cast<char*>(&x);
    // Also safe because there is a float object at cp1.
    std::cout << *reinterpret_cast<float*>(cp1);

    // No need for dynamic allocation.
    char cp2[sizeof(float)];
    // Copy the individual bytes into a buffer.
    //  = Serialize the object.
    std::memcpy(cp2, &x, sizeof(x));

    // NOT SAFE, UNDEFINED BEHAVIOUR
    // There is no float object at cp2.
    std::cout << *reinterpret_cast<float*>(cp2);

    // Deserialization through copy
    float y;
    std::memcpy(&y, cp2, sizeof(y));
    // Safe
    std::cout << y;

    return 0;
}