c++ - 当通过 C/C++ 中的 double 传输时，是否保证保留 float ？

Question

假设 IEEE-754一致性，当通过 double 传输时， float 是否保证被保留？

换句话说，是否总是满足以下断言？

int main()
{
    float f = some_random_float();
    assert(f == (float)(double)f);
}

假设 f 可以获取 IEEE 定义的任何特殊值，例如 NaN 和 Infinity。

根据 IEEE 的说法，是否存在这样的情况:assert 会被满足，但在通过 double 传输后没有保留确切的位级表示？

代码片段在 C 和 C++ 中均有效。

Answer 1

您甚至不需要假设 IEEE。 C89 在 3.1.2.5 中说:

The set of values of the type float is a subset of the set of values of the type double

所有其他的 C 和 C++ 标准都说了同样的话。据我所知，NaN 和无穷大是“float 类型的值”，尽管用作操作数时具有一些特殊情况规则的值。

float -> double -> float 转换恢复 float 的原始值的事实(通常)遵循以下事实:数字转换都保留该值，如果它在目标中可表示输入。

位级表示是一个稍微不同的问题。想象一下，有一个 float 的值，它有两种不同的按位表示。那么 C 标准中的任何内容都不会阻止 float -> double -> float 转换从一个转换到另一个。在 IEEE 中，除非有填充位，否则“实际值”不会发生这种情况，但我不知道 IEEE 是否排除了具有不同按位表示的单个 NaN。无论如何，NaN 不会与自己比较，因此除了可能将它们转换为字符串之外，也没有标准的方法来判断两个 NaN 是“相同的 NaN”还是“不同的 NaN”。这个问题可能没有实际意义。

需要注意的一点是编译器的不一致模式，在这种模式下，它们会“隐藏”超精确的值，例如，中间结果留在浮点寄存器中并在不进行舍入的情况下重复使用。我不认为这会导致您的示例代码失败，但是一旦您执行浮点 == 这就是您开始担心的那种事情。