在双精度数组上使用 memset(…, 0, …) 是否合法？

Question

将双精度数组的内存归零（使用 memset(..., 0, ...)）或包含双精度的结构是否合法？

这个问题意味着两个不同的事情：

1. 从 C 标准的角度来看：这是未定义的行为吗？ （我认为，在任何特定平台上，这都不能是未定义的行为，因为它仅取决于浮点数的内存表示形式 - 仅此而已。）

2. 从实际角度来看： 在Intel平台上可以吗？ （无论标准怎么说。）

Answer 1

C99 标准附录 F 说：

本附件指定了对 IEC 60559 浮点标准的 C 语言支持。这
IEC 60559 浮点标准专门针对二进制浮点运算
微处理器系统，第二版（IEC 60559:1989），先前指定
IEC 559:1989 和 IEEE 二进制浮点运算标准
（ANSI/IEEE 754−1985）。 基数无关浮点的 IEEE 标准
算术 (ANSI/IEEE 854−1987) 概括了二进制标准以删除
依赖于基数和字长。 IEC 60559 一般指浮点
标准，如 IEC 60559 操作、IEC 60559 格式等。
定义__STDC_IEC_559__应符合本附件中的规范。在哪里
表明了 C 语言和 IEC 60559 之间的绑定，IEC 60559 指定的
除非另有说明，行为均以引用方式采用。

并且，紧接着：

C 浮点类型与 IEC 60559 格式相匹配，如下所示：

• float 类型与 IEC 60559 单一格式匹配。
• double 类型与 IEC 60559 double 格式匹配。

因此，由于 IEC 60559 基本上是 IEEE 754-1985，并且由于它指定 8 个零字节表示 0.0（如 @David Heffernan 所说），这意味着 如果您发现 __STDC_IEC_559__ 已定义，您可以使用 memset 安全地进行 0.0 初始化。

Answer 2

如果您谈论的是 IEEE754，则该标准将双精度的 +0.0 定义为 8 个零字节。如果您知道自己受 IEEE754 浮点支持，那么这是明确定义的。

至于Intel，我想不出在Intel x86/x64上不使用IEEE754的编译器。

Answer 3

David Heffernan 对你问题的第（2）部分给出了很好的答案。对于第 (1) 部分：

C99标准不保证一般情况下浮点值的表示。 §6.2.6.1 说：

除本子条款中所述外，所有类型的表示形式均未指定。

...该子条款没有进一步提及浮点。

你说：

（在固定平台上，这个 UB 怎么可能……它只取决于浮动表示，仅此而已……）

确实 - “未定义行为”和“未指定 行为”和“实现定义 行为”：

• “未定义 行为”意味着任何事情都可能发生（包括运行时崩溃）；
• “未指定行为”意味着编译器可以自由地以任何它喜欢的方式实现一些合理的东西，但不需要记录实现选择；
• “实现定义的行为”意味着编译器可以自由地以任何它喜欢的方式实现一些合理的东西，并且应该记录该选择（例如，参见 此处了解最新版本 < 中记录的实现选择a href="http://gcc.gnu.org/" rel="nofollow noreferrer">GCC);

因此，由于浮点表示是未指定的行为，它可能会以一种未记录的方式因平台而异（其中“平台”在这里意味着“硬件和编译器的组合”而不仅仅是“硬件”） ）。

（我不确定如果定义了 __STDC_IEC_559__ ，则保证表示 double 使得所有位零为 +0.0 有多有用正如 Matteo Italia 的回答所述，实际上是在实践中，例如， GCC 从未定义过这一点。 ，尽管在​​许多硬件平台上使用 IEEE 754 / IEC 60559。）

Answer 4

即使您不太可能遇到出现问题的机器，但如果您真的像问题标题中所指出的那样谈论数组，并且如果这些数组是在编译时已知长度（即不是 VLA），那么只需初始化它们可能会更方便：

double A[133] = { 0 };

应该始终有效。如果稍后您必须再次将这样的数组归零，并且您的编译器符合现代 C (C99)，您可以

memcpy(A, (double const[133]){ 0 }, 133*sizeof(double));

在任何现代编译器上使用复合文字来完成此操作，这应该与 memset 一样高效>，但优点是不依赖于 double 的特定编码。

Answer 5

正如 Matteo Italia 所说，根据标准这是合法的，但我不会使用它。类似的东西

double *p = V, *last = V + N;  // N is count
while (p != last) *(p++) = 0;

至少快两倍。

Answer 6

使用memset是“合法的”。问题在于它是否产生一个 array[x] == 0.0 为 true 的位模式。虽然基本的 C 标准并不要求这是真的，但我有兴趣听到事实并非如此的例子！

看起来通过 memset 设置为零相当于在 IBM-AIX、HP-UX (PARISC)、HP-UX (IA-64)、Linux（我认为是 IA-64）上分配 0.0 。

这是一个简单的测试代码：

double dFloat1 = 0.0;
double dFloat2 = 111111.1111111;

memset(&dFloat2, 0, sizeof(dFloat2));

if (dFloat1 == dFloat2) {
    fprintf(stdout, "memset appears to be equivalent to = 0.0\n");
} else {
    fprintf(stdout, "memset is NOT equivalent to = 0.0\n");
}

Answer 7

好吧，我认为归零是“合法的”（毕竟，它是将常规缓冲区归零），但我不知道标准是否允许您对结果逻辑值进行任何假设。我的猜测是 C 标准将其保留为未定义。