将 float 与整数进行比较

Question

两个浮点值(IEEE 754 binary64)可以作为整数进行比较吗？例如。

long long a = * (long long *) ptr_to_double1,
          b = * (long long *) ptr_to_double2;
if (a < b) {...}

假设 long long 和 double 的大小相同。

Answer 1

不可以。两个浮点值(IEEE 754 binary64)不能简单地作为整数与 if (a < b) 进行比较。

IEEE 754 binary64
double 值的顺序与整数的顺序不同(除非您使用的是罕见的符号大小机器)。考虑正数与负数。
double 具有类似 0.0 和 -0.0 的值，它们具有相同的值但不同的位模式。
double 具有与它们的二进制等效整数表示不同的“非数字”。

如果 double 值都是 x > 0 而不是“非数字”，则字节序、混叠和对齐等都不是问题，OP 的想法会奏效。

或者，可以使用更复杂的 if() ... 条件 - 见下文

[非 IEEE 754 binary64]

一些 double 使用一种编码，其中有多个相同值的表示。这将不同于“整数”比较。

测试代码:需要 2 的补码，double 和整数的字节序相同，不考虑 NaN。

int compare(double a, double b) {
  union {
    double d;
    int64_t i64;
    uint64_t u64;
  } ua, ub;
  ua.d = a;
  ub.d = b;
  // Cope with -0.0 right away
  if (ua.u64 == 0x8000000000000000) ua.u64 = 0;
  if (ub.u64 == 0x8000000000000000) ub.u64 = 0;
  // Signs differ?
  if ((ua.i64 < 0) != (ub.i64 < 0)) {
    return ua.i64 >= 0 ? 1 : -1;
  }
  // If numbers are negative
  if (ua.i64 < 0) {
    ua.u64 = -ua.u64;
    ub.u64 = -ub.u64;
  }
  return (ua.u64 > ub.u64)  - (ua.u64 < ub.u64);
}

感谢 @David C. Rankin 的更正。

测试代码

void testcmp(double a, double b) {
  int t1 = (a > b) - (a < b);
  int t2 = compare(a, b);
  if (t1 != t2) {
    printf("%le %le %d %d\n", a, b, t1, t2);
  }

}

#include <float.h>
void testcmps() {
  // Various interesting `double`
  static const double a[] = { 
      -1.0 / 0.0, -DBL_MAX, -1.0, -DBL_MIN, -0.0, 
      +0.0, DBL_MIN, 1.0, DBL_MAX, +1.0 / 0.0 };

  int n = sizeof a / sizeof a[0];
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    for (int j = 0; j < n; j++) {
      testcmp(a[i], a[j]);
    }
  }
  puts("!");
}