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Aditya Kurrodu
Asked: 2024-11-21 19:01:33 +0800 CST

Aliasing estrito entre números complexos e números reais em C

  • 772

Suponha que eu tenha o seguinte código


#include <complex.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
    double _Complex a  = 1.0;
    void * b = &a;
    double * c = b;
    c[0] = 3;
    c[1]  = 2;
    printf("%f %f\n",creal(a), cimag(a));
    return 0;
}

O padrão C exige que isso aseja alterado neste caso (os compiladores podem assumir aque não foi alterado neste caso)? Vejo que a maioria dos compiladores está bem, mas não tenho certeza se isso é permitido pelo padrão.

c

2 respostas

  1. Best Answer

    Embora c[0] = 3;e c[1] = 2;nominalmente violem as regras estritas de aliasing em C 2024 6.5.1 porque acessam o double _Complexobjeto acom um lvalue do tipo double, 6.2.5 afirma:

    … Cada tipo complexo tem os mesmos requisitos de representação e alinhamento que um tipo de matriz contendo exatamente dois elementos do tipo real correspondente; o primeiro elemento é igual à parte real, e o segundo elemento à parte imaginária, do número complexo…

    Essa frase sobre a “mesma representação” é usada várias vezes no padrão com a intenção, de acordo com as notas, de tornar os dois tipos intercambiáveis ​​de alguma forma vaga que o padrão não define. Essas informações conflitantes entre aliasing e intercambialidade são um defeito de longa data no padrão C, e pode-se interpretar a intercambialidade como anulando ou vindo antes das regras de aliasing.

    No entanto, é mais seguro considerar o requisito de “mesma representação” como significando que você pode confiar no layout de memória do double _Complextipo para ter o mesmo layout de dois doubleobjetos que podem ser aliasados ​​por meio do tipo de caractere:

    memcpy(&c[0], & (double) {3}, sizeof c[0]);
memcpy(&c[1], & (double) {2}, sizeof c[1]);

    ou usando uma união:

    union { double _Complex a; double b[2]; } u = { 1.0 };
u.b[0] = 3;
u.b[1] = 2;
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  2. O padrão C determina que a seja alterado neste caso (os compiladores podem assumir que a não é alterado neste caso)? Vejo que a maioria dos compiladores está bem, mas não tenho certeza se isso é permitido pelo padrão.

    Você invoca comportamento indefinido (UB), o que significa que o comportamento do programa não pode ser previsto da perspectiva do padrão C.

    O comportamento indefinido ocorre quando o padrão C não define o que deve acontecer em uma situação específica. O padrão não proíbe tal comportamento; ele apenas declara que o comportamento observável do programa não é especificado e pode variar dependendo do compilador, plataforma ou condições de tempo de execução.

    Por que é UB: O padrão C especifica que um objeto double _Complex é representado como dois valores double adjacentes na memória:

    • O primeiro double armazena a parte real.
    • O segundo double armazena a parte imaginária.

    Embora esse layout de memória permita a manipulação direta das partes reais e imaginárias usando ponteiros (como c[0]e c[1]), ele ainda viola a regra estrita de aliasing.

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