将 C 字符串转换为双精度数或从双精度数转换时出现奇怪的行为

发布于 2024-12-25 16:14:17 字数 1133 浏览 3 评论 0原文

我无法理解 C 的规则，即在打印双精度数或将字符串转换为双精度数时应采用何种精度。下面的程序应该说明我的观点：

#include <errno.h>
#include <float.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char **argv) {
    double x, y;
    const char *s = "1e-310";

    /* Should print zero */
    x = DBL_MIN/100.;
    printf("DBL_MIN = %e, x = %e\n", DBL_MIN, x);

    /* Trying to read in floating point number smaller than DBL_MIN gives an error */
    y = strtod(s, NULL);
    if(errno != 0)
        printf("  Error converting '%s': %s\n", s, strerror(errno));
    printf("y = %e\n", y);

    return 0;
}

当我编译并运行这个程序（在带有 gcc 4.5.2 的 Core 2 Duo 上）时得到的输出是：

DBL_MIN = 2.225074e-308, x = 2.225074e-310
  Error converting '1e-310': Numerical result out of range
y = 1.000000e-310

我的问题是：

为什么 x 打印为非零数字？我知道编译器有时出于计算目的将双精度类型提升为更高精度的类型，但是 printf 不应该将 x 视为 64 位双精度类型吗？
如果 C 库秘密使用扩展精度浮点数，为什么 strtod 在尝试转换这些小数字时设置 errno？为什么它会产生正确的结果呢？
这种行为只是一个错误，是我的特定硬件和开发环境的结果吗？（不幸的是，我目前无法在其他平台上进行测试。）

感谢您提供的任何帮助。当我收到反馈时，我会尽力澄清这个问题。

原文

I'm having trouble understanding C's rules for what precision to assume when printing doubles, or when converting strings to doubles. The following program should illustrate my point:

#include <errno.h>
#include <float.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char **argv) {
    double x, y;
    const char *s = "1e-310";

    /* Should print zero */
    x = DBL_MIN/100.;
    printf("DBL_MIN = %e, x = %e\n", DBL_MIN, x);

    /* Trying to read in floating point number smaller than DBL_MIN gives an error */
    y = strtod(s, NULL);
    if(errno != 0)
        printf("  Error converting '%s': %s\n", s, strerror(errno));
    printf("y = %e\n", y);

    return 0;
}

The output I get when I compile and run this program (on a Core 2 Duo with gcc 4.5.2) is:

DBL_MIN = 2.225074e-308, x = 2.225074e-310
  Error converting '1e-310': Numerical result out of range
y = 1.000000e-310

My questions are:

Why is x printed as a nonzero number? I know compilers sometimes promote doubles to higher precision types for the purposes of computation, but shouldn't printf treat x as a 64-bit double?
If the C library is secretly using extended precision floating point numbers, why does strtod set errno when trying to convert these small numbers? And why does it produce the correct result anyway?
Is this behavior just a bug, a result of my particular hardware and development environment? (Unfortunately I'm not able to test on other platforms at the moment.)

Thanks for any help you can give. I will try to clarify the issue as I get feedback.

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只是偏爱你 2025-01-01 16:14:17

由于 IEEE 中存在非正规数 754标准。 DBL_MIN 是最小的标准化值。
因为标准是这么说的（C99 7.20.1.3）：
<块引用>
如果
结果下溢（7.12.1），函数返回一个大小不大于的值
比返回类型中最小的标准化正数； errno 是否获取
值 ERANGE 是实现定义的。
返回“正确”值（即 1e-310）遵循上述约束。
所以不是一个错误。这在技术上是依赖于平台的，因为 C 标准对非正规数的存在或行为没有提出要求 (AFAIK)。