数字类型之间的C ++转换究竟是如何工作的？

Question

在我的代码中，我执行以下操作：

double a = 3.0;
uint64_t b = static_cast<uint64_t>(a);
double c = static_cast<double>(b);

有趣的是，这可以像我期望的那样工作（a == c），只要a是正数，但如果a是负数，则c最终为任意大的正数。 （它必须包装在某处或某处。）

我的问题是：

1. 为什么会这样？
2. 为什么这段代码没有违反严格的别名规则？

^{注意： double和uint64_t在我的系统上大小相同。}

Answer 1

严格的别名只会与指针一起发挥作用。在将double *转换为uint64_t *并通过该指针访问内存时，您不必在此担心。请阅读What is the strict aliasing rule?上的优秀答案，了解更多相关信息。

同样，对于转化，它会尝试将double所持有的值转换为uint64_t可表示的值。但是uint64_t是无符号的并且无法表示负值，因此当您尝试转换负值时，您会得到未定义的行为（也是正值过高且无法正确的值代表）。在实践中，你可能会得到一些高正数，但你不应该依赖它。

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C ++标准版（N3797）4.9 [conv.fpint]/1说：

     

    

浮点类型的prvalue可以转换为a的prvalue     整数类型。转换截断;也就是说，小数部分     被丢弃了。如果截断值不能，则行为未定义     以目的地类型表示。 [注意：如果目的地     类型是bool，见4.12。 - 结束说明]

  

Chris Dodd在其评论中引用的定义仅适用于整数转换，而不适用于double到uint64_t所依据的浮点转换。

Answer 2

uint64_t表示64位无符号整数，因此当您转换为uint64_t时，如果该数字为负数，则会溢出，因为无符号整数不能存储负数。

尝试使用int64_t，它将按预期工作。