确保 C++ 双精度数是 64 位

Question

在我的 C++ 程序中，我需要从外部字节序列中提取 64 位浮点数。 有什么方法可以确保在编译时双精度数是 64 位吗？ 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确保以 IEEE 754 格式存储的方法，请查看下面 Adam Rosenfield 的答案。

Answer 1

在 C99 中，您只需检查预处理器符号 __STDC_IEC_559__ 是否已定义。 如果是，则可以保证 double 将是用 IEEE 754（也称为 IEC 60559）格式表示的 8 字节值。 请参阅 C99 标准，附录 F。不过，我不确定这个符号在 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__（应为 -307）和 __DBL_MIN_EXP__（应为 -1021）。 这些应该在所有 C 和 C++ 风格中都可用。

Answer 2

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

Answer 3

对其他答案的改进（假设字符是 8 位，标准不保证这一点..）。 会像这样：

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

或者

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

您可以在 或 中找到定义的 CHAR_BIT。

Answer 4

我认为您不应该关注双精度数的“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。

Answer 5

没有 boost 的解决方案是这样定义数组：

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

如果 double 不是 64 位，则代码看起来像是

char a[0];

编译时错误。 只需在此说明附近添加适当的注释即可。

Answer 6

您可以使用 Boost 静态断言 来执行此操作。 查看在命名空间范围内使用例子。

Answer 7

请参阅这篇文章了解类似的问题和一个名为CCASSERT。

Answer 8

对于支持 C11 或 C++11 的编译器，我使用类似于 @EvanTeran 的东西：

#include <assert.h> // defines macro static_assert in C11 

static_assert(sizeof(double) * CHAR_BIT == 64, "64-bit double is assumed.");

在 C++11 或更高版本中，static_assert 是一个关键字。

Answer 9

C++23 中缺少固定宽度浮点类型的问题已通过 stdfloat 得到解决：

#include <stdfloat>
 
int main() {
    std::float64_t value = 0.1f64;
}

请参阅参考文献 此处。 最新的 GCC 支持此功能。