c++ - 在不违反严格的别名规则的情况下调用 FFTW 的就地实数到复数转换

Question

我想调用fftw's in-place real-to-complex transform函数，具有以下签名:

fftw_plan fftw_plan_dft_r2c_1d(
    int n,             // transform length
    double* in,        // pointer to input array
    fftw_complex* out, // pointer to output array
    unsigned flags     // flags
);

文档说我应该表明我希望通过为 in 和 out 参数传递别名指针来执行就地转换。

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问题如何在不违反严格的别名规则的情况下in 和out 别名？

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我对特定于 GCC 的扩展持开放态度(即，使用 union 进行类型双关，即使标准声明这是未定义的行为)。即使允许此扩展， union 也不能包含动态大小的数组(这在这个应用程序中是必须的——我事先不知道转换长度)。有人有什么想法吗？提前致谢。

Answer 1

我会挑战这个前提:不要太担心严格的别名。

创建一个double 数组并将指向它的指针传递给in。 reinterpret_cast 指向 fftw_complex * 的指针并将其传递给 out。

从此数组中读取生成的 double(作为复数的实部和虚部对)。

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是的，如果以这种方式调用，fftw_plan_dft_r2c_1d 可能会破坏引擎盖下的严格别名。

但由于它在一个单独的翻译单元中，并且调用者没有违反严格别名，您的编译器无法判断是否确实违反了严格别名。

fftw_complex 是 essentially struct fftw_complex {double re, im;};，所以一切都应该正常工作。

为了额外的安全，您可以添加:

static_assert(sizeof(fftw_complex) == 2 * sizeof(double) && alignof(fftw_complex) <= alignof(double));