memory - 有没有更安全的方法使用联合在整数和 float 之间转换？

Question

我在Rust中编写VM，并且具有C和C++背景。我需要类似工会的功能，因为在VM堆栈上，我可以存储int或float。

在C语言中，我有一个工会:

union stack_record_t {
    int i;
    float f;
};

我可以将记录用作 int或 float，且运行时开销为零。我有一个静态字节码分析器，它将在字节码执行之前发现类型错误，因此我不必在记录旁边存储标志。

我不知道在Rust中使用联合是不是一个好主意，因为它们是不安全的。在Rust中，有没有安全的方法可以做到这一点-成本也为零？
我应该只使用不安全的Rust联合吗？

Answer 1

您可以使用 f32::from_bits 和 to_bits 安全地将u32的原始位重新解释为f32，反之亦然。这是一个“免费”转换-编译为无代码(启用了优化功能)。¹要在u32和i32之间进行转换，您可以使用as强制转换，当用于更改符号时，它们也是免费的。

在我看来，u32是此处的公分母，因此您可以考虑制作一个包含struct并公开用于获取或设置适当类型的方法的u32:

pub struct Record(u32);

impl Record {
    fn get_int(&self) -> i32 {
        self.0 as _
    }

    fn get_float(&self) -> f32 {
        f32::from_bits(self.0)
    }

    fn set_int(&mut self, value: i32) {
        self.0 = value as _;
    }

    fn set_float(&mut self, value: f32) {
        self.0 = value.to_bits();
    }
}

Compare the generated code.

也可以看看

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Is casting between integers expensive?

¹这些函数在内部使用 transmute，它像使用联合一样重新解释位。因此，当它们由优化器内联时，生成的代码是相同的。