static_cast<double>(std::nanf("")) 定义明确吗？

Question

标题几乎要求一切，但要提供一个 MCVE：

#include <cmath>

int main()
{
    float f = std::nanf("");
    double d = static_cast<double>(f);
    return 0;
}

在 MSVC 2017 下，f 和 d 都报告为 nan，但这并不能证明什么，因为 static_cast 可能是未定义的行为。

以类似的方式，0.0f / 0.0f 产生-nan(ind)，我将假设它是一个信号 nan，这是否遵循相同的定义/未定义规则？同上inf。

Answer 1

这看起来是由标准保证的，我们可以从 [expr.static.cast]p4 部分开始，它说：

如果存在从 e 到 T 的隐式转换序列，则表达式 e 可以显式转换为类型 T ...

隐式转换序列包含在[over.best.ics] 中，我们有以下内容：

格式良好的隐式转换序列是以下形式之一：
- (3.1) 一个标准的转换序列，
...

并且标准转换序列包含在[over.ics.scs]中，它说：

[ 注意：如 [conv] 中所述，标准转换序列要么是 Identity 转换本身（即不转换），要么由其他四个类别的一到三个转换组成。 如果序列中有两个或多个转换，则按规范顺序应用转换：左值转换、提升或转换、资格调整。 — 尾注 ]

我们在[conv.fpprom]p1 中介绍了浮点提升案例，其中说：

float 类型的纯右值可以转换为 double 类型的纯右值。 值不变。

以另一种方式 double 到 float 将是一种转换，这在 [conv#double]p1:

中有介绍

浮点类型的纯右值可以转换为另一种浮点类型的纯右值。 如果源值可以在目标类型中精确表示，则转换的结果就是该精确表示。 如果源值介于两个相邻的目标值之间，则转换的结果是实现定义的选择这些值中的任何一个。否则，行为未定义。

这种情况取决于源是否可以精确地由目标表示，但不能保证。

浮点除以零的子问题很复杂，在我对The behaviour of floating point division by zero 的回答中有所涉及。

Answer 2

static_cast 只是 promoting 和 float，它总是被定义的。除以零是undefined（即使没有任何转换），尽管根据 IEEE 754 规则，许多实现允许它用于浮点类型。在普通系统上从未遇到过信令 NaN；改为使用floating-point exceptions。