В чем разница между float, _Float32, _Float32x и _Float32_t?

Question

C23 представил ряд типов с плавающей запятой, включая, помимо прочего:

• _Float32x
• _Float32_t

Я не уверен в различиях, таких как:

• Это ключевые слова, псевдонимы типов или что-то еще?
• Являются ли они разными типами или могут быть псевдонимами ?
• Какова минимальная дальность и точность этих типов?
• Должны ли они соответствовать стандарту IEEE-754 (или IEC 60559)?
• Являетсяfloatустарел_Float32или другие типы?

Те же вопросы касаются_Float64противdouble, и_Float128противlong double.

Answer 1

Только типы (например ) являются псевдонимами из<math.h>заголовок. Все остальные типы должны быть разными, а их имена являются ключевыми словами. (См. H.5.1 [Ключевые слова] ).

Все типы попадают в одну из четырех категорий (см. ниже). Выбирайте между ними следующим образом:

• , , и , если вас устраивают очень мягкие требования этих типов
  • в качестве альтернативы проверьте, определены ли они, что делает их более строгими
  • также используйте и, если вас устраивает, что они одного типа ¹⁾
  • Кроме того, вы должны использовать эти типы для совместимости с компиляторами до C23.
• если вам нужен определенный тип IEC60559 ровно с N битами
• если вам нужен расширенный тип IEC60559 с минимальной точностью N
  • особенно, если вы хотите хранить N -битные целые числа в числе с плавающей запятой без потерь
• если вам не нужны типы IEC60559, и вас не устраивают минимальные требования к и

¹⁾ На архитектурах без FPU двойной точности и могут быть того же размера (например, Arduino). Используйте другие типы (например, over ), если вместо этого вам нужна программная эмуляция двойной точности.

Стандартные плавающие типы

, , и вместе называются стандартными плавающими типами . Их представление определяется реализацией, но, тем не менее, существуют некоторые требования:

• должен быть в состоянии представлять любой и должен представлять любой
• if определен и представлен как и
• они должны быть способны представлять некоторое количество десятичных цифр без потерь и иметь минимальное/максимальное значение.

Обычно и являются иbinary64 соответственно и представляют , или представленное так же, как собойbinary12880-битное расширенное число с плавающей запятой x87

См. Стандарт C23 – E [Ограничения реализации]

Обмен плавающими типами

и т. д. являются так называемыми плавающими типами обмена . Их представление должно соответствовать формату обмена IEC60559 для двоичных чисел с плавающей запятой, например, типамиbinar32binary32 , .binary64 и т. д. Любые типы должны иметь ширину ровно N бит.

Типы и могут не существовать, если реализация не определяет и . Если так:

• существует, иfloatимеет тот же размер и выравнивание, что и он (но это отдельный тип)
• _Float64существует и имеет тот же размер и выравнивание, что и он (но это отдельный тип)
• более широкий_FloatN(обычно_Float128) существует, если является типомbinaryN с N > 64

См. Стандарт C23 – H.2.1 [Обмен плавающими типами] .

Расширенные плавающие типы

, и т. д. являются так называемыми расширенными плавающими типами (названными в честь расширенной точности IEC60559 ). В отличие от своих аналогов по обмену, у них есть только минимальные требования к их представлению, а не точные требования. А_FloatNxдолжен иметь ≥ N бит точности, что позволяет ему представлять N -битные целые числа без потерь.

Эти типы могут не существовать, если реализация не определяет__STDC_IEC_60559_TYPES__. Если так:

• _Float32xсуществует, если__STDC_IEC_60559_BFP__определен и может иметь тот же формат, что иdouble(но это отдельный тип)
• _Float64xсуществует, если__STDC_IEC_60559_DFP__определен и может иметь тот же формат, что иlong double(но это отдельный тип)
• в любом случае,_Float128xопционально существует

Дополнительная точность и диапазон часто уменьшают ошибку округления и устраняют переполнение и потерю значения в промежуточных вычислениях.

См. Стандарт C23 – H.2.3 [Расширенные плавающие типы]

Псевдонимы

, и т. д. являются псевдонимами других плавающих типов , поэтому:

• _FloatN_tимеет как минимум диапазон и точность соответствующего реального плавающего типа (например, имеет как минимум диапазон и точность_Float32если он существует)
• более широкий тип может представлять все значения более узкого типа (например,_Float64_tможет представлять_Float32_t)

См. Стандарт C23 — H.11 [Математика <math.h>].