類型雙關

類型雙關是計算機科學的術語，指任何編程技術能顛覆或者繞過一門程式設計語言的類型系統，以達成在形式語言內部難以甚至不可能實現的效果。

基本介紹

• 中文名：類型雙關
• 外文名：Type punning
• 套用：C語言、C++
• 性質：數據類型
• 領域：計算機科學

簡介

C語言與C++語言，語法結構如類型轉換與union，以及C++增加的reinterpret_cast運算符，用於實現類型雙關。

Pascal語言使用records與variants來按照多種方法處理特定數據類型。

Socket例子

Berkeley sockets使用類型雙關來處理IP位址。函式bind綁定一個位初始化的套接字到一個IP位址，其聲明如下：

int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, socklen_t addrlen);

bind函式通常如此使用：

struct sockaddr_in sa = {0};
int sockfd = ...;
sa.sin_family = AF_INET;
sa.sin_port = htons(port);
bind(sockfd, (struct sockaddr *)&sa, sizeof sa);

這是因為struct sockaddr_in與struct sockaddr有相同的記憶體布局。兩個類型的指針可以互相轉換。

浮點例子

類型雙關不僅限於struct。對於浮點數，判斷其是否為負值：

bool is_negative(float x) {  
            return x < 0.0;
            }

注意有一些特例，如x是負0，前一種實現返回false而第二種實現返回true.

這樣的實現適合於實時計算而又不能被最佳化實現的情形。注意把所有假定均寫為注釋記錄下來，並寫入靜態斷言（static assertions）驗證可移植期望是否滿足。雷神之錘III競技場遊戲用此方法實現平方根倒數速算法。

使用union

為了遵循C99/C++的嚴格別名規則，可以使用union：

bool is_negative(float x) {   
        union {     
           unsigned int ui;      
           float d;    
              } 
    my_union = { .d = x };  
    return my_union.ui & 0x80000000;
      }

GCC編譯器支持這樣的語言擴展。