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実行時にネイティブエンディアンがリトルエンディアンか否かは、例えば以下のように判定できます。

#include <iostream>

const int bom = 1;
bool is_little_endian() {
    return *reinterpret_cast<const char *>(&bom) == 1;
}

int main()
{
    const bool b = is_little_endian();
    std::cout << b << '\n';
}

C++11で定数式の機能(constexpr)が追加されたので、constをconstexprに変えればコンパイル時に判定できるのではないかと考えたのですが、reinterpret_castは定数式の中では使えないようで、コンパイルエラーになります。

#include <iostream>

constexpr int bom = 1;
constexpr bool is_little_endian() {
    return *reinterpret_cast<const char *>(&bom) == 1;
}

int main()
{
    constexpr bool b = is_little_endian();
    std::cout << b << '\n';
}

;

# clang++ -Wall -std=c++11 test_endian.cpp
test_endian.cpp:4:16: error: constexpr function never produces a constant
      expression [-Winvalid-constexpr]
constexpr bool is_little_endian() {
               ^
test_endian.cpp:5:10: note: reinterpret_cast is not allowed in a constant
      expression
        return *reinterpret_cast<const char *>(&bom) == 1;
                ^
1 error generated.

コンパイル時にはネイティブエンディアンは決まっていると思うのでコンパイル時に判定したいのですが、Boostライブラリのようにコンパイラー独自のマクロで判定する方法以外で、何か方法はありますか?

※リトルエンディアンか否かだけではなく、リトルエンディアン/ビッグエンディアン/その他に分類できればベストです。


■追記
用途としては、外部データと内部データを変換する関数/クラスを作る場合に、外部データのエンディアンとネイティブエンディアンの関係で実装を最適化する、ということを想定しています。

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  • 1
    コンパイル時に定数展開されるような式が欲しいってことですか?オイラだったら #if BIG みたいに書きたくなるので結局マクロが欲しくなっちゃいます。
    – 774RR
    Commented 2015年6月18日 5:40
  • g++ 5.1.0 ではコンパイル通りました。
    – masm
    Commented 2015年6月18日 5:42
  • constexpr union endian_tester_type { int one; char islittle; } endian_tester = {1}; だとコンパイル通りますが gcc-4.8.3 とか gcc-4.5.3 だと最適化指示に関係なく実行時判断になりました。 visual c++ 2008 だと最適化指示ありでは定数展開された様子です。まあマクロに使えないのでオイラ的には無用の長物ですが。
    – 774RR
    Commented 2015年6月18日 5:51
  • 3
    gcc-5.1 で、 std::cout << is_little_endian() << '\n'; ではコンパイルエラーになりませんけど、constexpr bool le = is_little_endian(); だとコンパイルエラーになります。要は、is_little_endian() の結果は非 constexpr な値として使うことはできるけど、constexpr な値としては使えないということです。
    – yoh2
    Commented 2015年6月18日 9:18
  • 4
    constexpr として扱おうとすると、禁止されるものに (1) union の、代入したメンバーとは異なるメンバーの参照、(2) void * から別の型のポインタへの変換、(3) reinterpret_cast が含まれている (※) ので、int 型変数の先頭バイトを取り出すのは無理な気がします。 (※) ISO/IEC 14882:2011,2014 5.19 p2 より。
    – yoh2
    Commented 2015年6月18日 9:24

2 件の回答 2

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yoh2さんコメントにある通り、C++14時点のconstexpr関数ではコンパイル時エンディアン判定は不可能です。本家SOの類似質問でも全てNO回答です。

Boost Libraryを使用できる環境ならば、下記が便利かと思います。いずれもC++03から使えるヘッダオンリーライブラリです。


追記: まだC++17正式発行前で気の早い話ですが、将来のC++標準ライブラリ(C++20)には std::endian が追加され、コンパイル時のネイティブエンディアン判定が可能になります。

// require C++20
# include <type_traits>
constexpr bool is_little_endian() {
    return std::endian::native == std::endian::little;
}

(via https://www.reddit.com/r/cpp/comments/6ngkgc/2017_toronto_iso_c_committee_discussion_thread/)

4
  • あれ?C言語スタイルキャストかつ参照だと、GCCでもClangでもコンパイルできますね。 別の型での参照がOKかつ確実に下位バイトを参照できるなら、これでいけそうですが…
    – alpha
    Commented 2015年6月21日 2:30
  • 1
    リンク先のように、 (const char &)bom と書くと、 static_cast<const char &>(bom) と同義なので、エンディアンにかかわらず 1 に評価されてしまいます。
    – yoh2
    Commented 2015年6月22日 3:31
  • 1
    (const uint8_t&)uint32_uint32_tからuint8_tへのキャスト、つまりエンディアンに関わらず下位8bitの抽出が行われますから、常にLittle Endianと誤判定されるだけです。(=yoh2さんと同意見) 参考リンク goo.gl/GByM0I
    – yohjp
    Commented 2015年6月22日 11:38
  • そういうキャストになるのですか。残念です。 また、ビッグエンディアンなマシン用のコンパイルサービスを知らなかったのでgcc.godbolt.orgも参考になりました。(これで他サイトのように実行もできると良いのですが。)
    – alpha
    Commented 2015年6月24日 15:38
1

標準のものかどうかはなはだ疑問ではありますが、CentOS では /usr/include/ 下とか MacOS では /usr/include/machine/ 下とかに endian.h といふのがあるやうです。

#include <machine/endian.h>

#if __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN
...
#elif __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN
...
#endif
1
  • <*/endian.h>は、Boostライブラリの実装を見ると、C標準ライブラリやOSに依存しているようです。GCC/*BSD/MacOSはカバーできそうなので、後は(glibcを使わない場合の)ClangとWindowsをカバーできればメジャーな環境では大丈夫かもしれませんね。
    – alpha
    Commented 2015年6月18日 6:44

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