Странное поведение при приведении int к плавающему в C

Question

Странное поведение при приведении int к плавающему в C

У меня есть сомнения относительно вывода следующей программы на Си. Я попытался скомпилировать его, используя Visual C++ 6.0 и MinGW32 (gcc 3.4.2).

#include <stdio.h>

int main() {
    int x = 2147483647;
    printf("%f\n", (float)2147483647);
    printf("%f\n", (float)x);
    return 0;
}

Выход:

2147483648.000000
2147483647.000000

Мой вопрос: почему обе линии разные? При преобразовании целочисленного значения 2147483647 в формат IEEE 754 с плавающей запятой оно приближается к 2147483648.0. Итак, я ожидал, что обе строки будут равны 2147483648.000000.

РЕДАКТИРОВАТЬ: значение "2147483647.000000" не может быть значением с плавающей запятой одинарной точности, поскольку число 2147483647 не может быть точно представлено в формате с плавающей запятой IEEE 754 без потери точности.

22

c casting floating-point visual-studio-6 gcc3

Источник

user1131904 24 ноя '14 в 19:57

5 ответов

Решение

Это, безусловно, ошибка компилятора. От стандарта C11 у нас есть следующие гарантии (C99 был похож):

Типы имеют набор представимых значений (подразумевается)
Все значения представлены float также могут быть представлены double (6.2.5/10)
преобразование float в double не меняет значение (6.3.1.5/1)
Кастинг int в floatкогда значение int находится в наборе представимых значений для float, дает это значение.
Кастинг int в float, когда величина значения int меньше, чем FLT_MAX и int не представимое значение для float, вызывает либо следующий самый высокий или следующий самый низкий float значение, которое будет выбрано, и то, которое выбрано, определяется реализацией. (6.3.1.4/2)

Третий из этих пунктов гарантирует, что float значение предоставляется printf не изменяется при продвижении аргумента по умолчанию.

Если 2147483647 представима в float, затем (float)x а также (float)2147483647 должен дать 2147483647.000000,

Если 2147483647 не представлен в float, затем (float)x а также (float)2147483647 должен либо дать следующий самый высокий или следующий самый низкий float, Им не нужно делать одинаковый выбор. Но это означает, что распечатка 2147483647.000000 не допускается¹, каждый из которых должен иметь либо более высокое значение, либо более низкое значение.

¹ Хорошо - теоретически возможно, что следующий самый низкий поплавок был 2147483646.9999999... поэтому, когда значение отображается с точностью до 6 цифр printf тогда это округляется, чтобы дать то, что было замечено. Но это не так в IEEE754, и вы можете легко экспериментировать, чтобы обесценить эту возможность.

7

Источник

user1505939 24 ноя '14 в 22:58

Во-первых printfПреобразование из целого числа в число с плавающей точкой выполняется компилятором. На втором это выполняется библиотекой времени выполнения C. Нет особой причины, по которой они должны давать идентичные ответы в пределах своей точности.

2

Источник

user2192494 24 ноя '14 в 20:27

Visual C++ 6.0 был выпущен в прошлом веке, и я считаю, что он предшествует стандарту C++. Совершенно неудивительно, что VC++ 6.0 демонстрирует нарушенное поведение.

Вы также заметите, что gcc-3.4.2 относится к 2004 году. Действительно, вы используете 32-битный компилятор. GCC на x86 играет довольно быстро и свободно с математикой с плавающей точкой. Технически это может быть оправдано стандартом C, если gcc устанавливает FLT_EVAL_METHOD к чему-то ненулевому.

0

Источник

user1834147 24 ноя '14 в 22:24

Некоторые из вас, ребята, сказали, что это ошибка оптимизации, но я не согласен. я думаю, что это разумная ошибка точности с плавающей точкой и хороший пример, показывающий людям, как работает плавающая точка.

http://ideone.com/Ssw8GR

возможно, OP попытается вставить мою программу в ваш компьютер и попытаться скомпилировать с вашим компилятором и посмотреть, что произойдет. или попробуйте:

http://ideone.com/OGypBC

(с явным преобразованием числа с плавающей запятой).

во всяком случае, если мы посчитаем ошибку, это 4.656612875245797e-10 так много, и следует считать довольно точным.

это может быть связано с предпочтением printf тоже.

-1

Источник

user3040064 24 ноя '14 в 22:28

Другие вопросы по тегам c casting floating-point visual-studio-6 gcc3

user2410359 24 ноя '14 в 22:16 2014-11-24 22:16 · Accepted Answer · 2014-11-24 22:16

В обоих случаях код стремится преобразовать некоторый целочисленный тип в float а затем double.. double преобразование происходит как это float значение передается в функцию с переменным числом.

Проверьте настройки FLT_EVAL_METHODподозреваю, что оно имеет значение 1 или 2 (отчеты OP 2 по крайней мере с одним компилятором). Это позволяет компилятору оценить float "... операции и константы дальности и точности" больше, чем float,

Ваш компилятор оптимизирован (float)x идти прямо int в double арифметика. Это улучшение производительности во время выполнения.

(float)2147483647 приведение времени компиляции и компилятор оптимизирован для int в float в double Точность как производительность не является проблемой здесь.

[Edit2] Интересно, что спецификация C11 более специфична, чем спецификация C99 с добавлением "За исключением назначения и приведения...". Это означает, что компиляторы C99 иногда позволяли int в double прямое преобразование без предварительного прохождения float и что C11 был изменен, чтобы явно не допустить пропуска актеров.

С C11, формально исключающим это поведение, современные компиляторы не должны этого делать, а более старые, такие как OP, - таким образом, ошибка по стандартам C11. Если в какой-либо другой спецификации C99 или C89 не указано иное, это может быть допустимым поведением компилятора.

[Редактировать] Принимая комментарии вместе @Keith Томпсон, @tmyklebu, @Matt McNabb, компилятор, даже с ненулевым FLT_EVAL_METHOD, следует ожидать, чтобы произвести 2147483648.0..., Таким образом, либо флаг оптимизации компилятора явно переопределяет правильное поведение, либо компилятор имеет угловую ошибку.

C99dr §5.2.4.2.2 8 Значения операций с плавающими операндами и значениями, подлежащими обычному арифметическому преобразованию и плавающими константами, оцениваются в формате, диапазон и точность которого могут быть больше, чем требуется типом. Использование форматов оценки характеризуется значением реализации FLT_EVAL_METHOD:

-1 неопределимо;

0 оценивать все операции и константы только для диапазона и точности типа;

1 оценить операции и константы типа float а также double в диапазоне и точности double тип, оценить long double операции и константы в диапазоне и точности long double type`;

2 оценить все операции и константы для диапазона и точности long double тип.

C11dr §5.2.4.2.2 9 За исключением присваивания и приведения (которые удаляют весь дополнительный диапазон и точность), значения, полученные операторами с плавающими операндами, и значениями, подлежащими обычному арифметическому преобразованию и плавающим константам, оцениваются в формате, диапазон которого и точность может быть больше, чем требуется типом. Использование форматов оценки характеризуется значением, определенным реализацией FLT_EVAL_METHOD

-1 (такой же как C99)

0 (так же, как C99)

1 (такой же, как C99)

2 (так же, как C99)