管理 C++ 的规则是什么？单双精度混合计算？

Question

例如，这些变量：

result (double)
a (double)
b (float)
c (float)
d (double)

一个简单的计算：

result = a * (b + c) * d

如何以及何时转换类型以及如何确定每次计算执行的精度？

Answer 1

如果您有：

float f;
double d;

...那么像 f * d 这样的算术表达式会将两个操作数提升为更大的类型，在本例中为 double。

因此，表达式 a * (b + c) * d 计算结果为 double，然后存储在 result 中，它也是一个双。进行这种类型提升是为了避免意外的精度损失。

有关详细信息，请阅读有关常见算术转换< /a>.

Answer 2

您必须区分类型转换和值转换。 C++ 标准（也包括 C）允许以扩展精度进行浮点计算。

“浮点操作数的值和浮点表达式的结果可以用比类型所需的更高的精度和范围来表示；类型不会因此而改变。”

作为类型，b + c 是两个浮点数的加法。结果是一个浮点数。然后，结果类型提升为 double，并且两次乘法以 double 形式完成，结果为 double。

但是，允许实现使用双精度（或更高精度）执行所有计算，包括 b + c。
事实上，我使用 Visual C++ 进行了尝试，它使用 x86 上可用的 80 位浮点堆栈完成了所有计算。

Answer 3

您有括号来分隔浮动加法。
所以它将 b + c 作为 float + float。将其转换为双精度以保持最大精度，然后乘以双精度值。

但是，在您想要控制转换而不是猜测的情况下：
使用static_cast<>()；

Answer 4

按照操作顺序，每个子表达式都会转换为它的类型（不确定这里的术语，也许是主导类型？）。 double 优于 float，因此：

(b + c) // this is evaluated as a float, since both b and c are floats
a * (b + c) // this is evaluated as a double, since a is a double
a * (b + c) * d // this is evaluated as a double, since both "a * (b + c)" and d are doubles

Answer 5

在您的示例中，当计算右侧公式时，所有 float 类型都将类型提升为 double。

至于它们是如何转换的：我所读到的关于浮点运算的内容是，大多数当代硬件在特殊硬件寄存器中使用扩展精度（80 位）长双精度数来执行 FP 运算（至少这是我对现代 Intel x86 的记忆） /x87 处理器）。据我了解，float和double是通过特殊的FP指令在硬件中进行类型提升的（如果我错了，有人纠正我）。

Answer 6

浮点数将被上转换为双精度数。显式转换值。

也就是说，如果你想要双倍的结果，你会写：

result = a * double( b + c ) * d;

它总是值得明确的。它避免了像这样的误解，对于任何试图完全按照您的意思使用您的代码的人来说，这都是显而易见的。

Answer 7

所有操作都在相同类型的对象上完成（假设正常算术运算）。

如果您编写的程序使用不同类型，那么编译器将自动升级 ONE 参数，以便它们相同。

在这种情况下，浮点数将升级为双精度数：

result      = a * (b + c) * d

float  tmp1 = b + c;            // Plus operation done on floats.
                                // So the result is a float

double tmp2 = a * (double)tmp1; // Multiplication done on double (as `a` is double)
                                // so tmp1 will be up converted to a double.

double tmp3 = tmp2 * d;         // Multiplication done on doubles.
                                // So result is a double

result      = tmp3;             // No conversion as tmp3 is same type as result.