确保 C++ 双精度为 64 位答案

【问题标题】：Ensuring C++ doubles are 64 bits确保 C++ 双精度为 64 位
【发布时间】：2010-10-19 15:13:04
【问题描述】：

在我的 C++ 程序中，我需要从外部字节序列中提取一个 64 位浮点数。有什么方法可以确保在编译时双精度为 64 位？我应该使用其他类型来存储数据吗？

编辑：如果您正在阅读本文并且实际上正在寻找一种方法来确保以 IEEE 754 格式存储，请查看以下 Adam Rosenfield 的答案。

【问题讨论】：

你到底在做什么？您是否正在寻找一种完全可移植的方式来获取 8 个字节并将它们解释为 IEEE 标准的 64 位浮点数？
@David：是的，这正是我正在做的。我在某处发现了一些说 C++ 浮点数和双精度数采用 IEEE-754 格式的东西。我不确定双打是否总是使用相同的精度并想为其添加检查。
现在我不确定我的原始信息是否正确。这里有什么约定？我应该删除这个问题并添加另一个关于从 IEEE-754 转换的问题吗？
IIUC: 1) IEEE 754 不受标准保证（否则，我看不到 std::numeric_limits::is_iec559 的要点） 2) is_iec559 == true 不保证二进制表示.
Eric: numeric_limits::is_iec559 的存在是因为 numeric_limits 被设计为可扩展的，例如，对于 is_iec559==false 的用户定义 BigFloat 类型可能存在 numeric_limits 特化.但是，您是对的，内置浮点数可能不是 IEEE 754。

标签： c++ types precision compiler-construction ieee-754

【解决方案1】：

在 C99 中，您可以检查是否定义了预处理器符号 __STDC_IEC_559__。如果是，那么您可以保证double 将是一个用 IEEE 754（也称为 IEC 60559）格式表示的 8 字节值。请参阅 C99 标准，附件 F。不过，我不确定此符号在 C++ 中是否可用。

#ifndef __STDC_IEC_559__
#error "Requires IEEE 754 floating point!"
#endif

或者，您可以检查预定义常量__DBL_DIG__（应为 15）、__DBL_MANT_DIG__（应为 53）、__DBL_MAX_10_EXP__（应为 308）、__DBL_MAX_EXP__（应为 1024）、__DBL_MIN_10_EXP__ （应该是-307）和__DBL_MIN_EXP__（应该是-1021）。这些应该适用于所有类型的 C 和 C++。

【讨论】：

这是一个比我希望的更好的解决方案。不过，接受了埃文的回答，因为它回答了存在的问题。我只是问错了问题。

【解决方案2】：

如果您需要知道您的 C++ 实现是否支持标准双精度，请查看std::numeric_limits< double >::is_iec559。这不仅保证了总位数为 64，还保证了 double 内所有字段的大小和位置。

【讨论】：

【解决方案3】：

对其他答案的改进（假设 char 是 8 位，标准不保证这一点..）。会是这样的：

char a[sizeof(double) * CHAR_BIT == 64];

或

BOOST_STATIC_ASSERT(sizeof(double) * CHAR_BIT == 64);

您可以找到在<limits.h> 或<climits> 中定义的CHAR_BIT。

【讨论】：

嗯，不，它根本没有。 sizeof 以字符为单位返回。 CHAR_BIT 定义为每个字符的位数。将 sizeof(x) 乘以 CHAR_BIT，您就确切地知道 x 有多少位。
例如，在 x86 上 CHAR_BIT 被定义为 8。sizeof(double) 返回 8. (8 * 8) == 64。
引用标准 5.3.3p1：“sizeof 运算符在其操作数的对象表示中产生字节数。” QED
此外，由于 CHAR_BIT 继承自 c，因此适用 c 的规则：引用 C99 草案标准（第 6.2.6.1p3 节）：“存储在任何其他对象类型的对象中的值由 nx CHAR_BIT 位，其中 n 是该类型对象的大小，以字节为单位。"
最后，从您引用的同一段中：“sizeof(char), sizeof(signed char) and sizeof(unsigned char) are 1;”如果 sizeof(char) == 1 并且 sizeof 根据定义返回以字节为单位。那么这意味着一个 char is 与一个字节的大小相同。但是，一个字节不必是 8 位。

【解决方案4】：

请参阅 this post 了解类似问题和称为 CCASSERT 的非增强编译时断言。

【讨论】：

【解决方案5】：

我认为您不应该关注双精度的“原始大小”（通常是 80 位，而不是 64 位），而应该关注其精度。

感谢 numeric_limits::digits10，这相当容易。

【讨论】：

80 位双精度是 Intel 主义，只有当 FPU 实际上处于 80 位模式（也有 64 位模式）时才为真......
甚至是 32 位模式，这取决于您如何初始化 Direct3D。

【解决方案6】：

您可以使用Boost static assertions 来执行此操作。查看Use at namespace scope 示例。

【讨论】：

【解决方案7】：

不用boost的解决办法就是这样定义数组

char a[ 8 == sizeof(double) ];

如果双精度不是 64 位，则代码如下所示

char a[0];

这是一个编译时错误。只需在此说明附近添加适当的注释即可。

【讨论】：

一个字节不保证是8位
@Evan：有趣的一点。在条件中添加“&& (unsigned char) 255 == 255 && (unsigned char) 256 == 0” 以检查字符是否为 8 位。
double 的大小是 16 字节，但字节是 4 位的情况怎么办？
@j_random_hacker：最好添加“&& CHAR_BIT == 8”，因为 CHAR_BIT 定义为每个字符/无符号字符的位数。
或者更好的是 "sizeof(double) * CHAR_BIT == 64"