为什么 compare_exchange_strong 会因 std::atomic 而失败<double> , 标准::原子<float>在 C++ 中？</float></double>

Question

我正在阅读 C++ Concurrency in Action 第 5 章。本章说，

请注意，尽管您可以使用 std::atomic<float> 或 std::atomic<double>，因为内置浮点类型确实满足与 memcpy 和 memcmp 一起使用的标准，但在比较交换强。 即使旧存储值的值与比较值相等，如果存储值具有不同的表示形式，操作也可能失败。 请注意，浮点值没有原子算术运算。 如果您将 std::atomic<> 与定义了相等比较运算符的用户定义类型一起使用，并且该运算符与使用 memcmp 的比较不同，那么您将获得与 compare_exchange_strong 类似的行为 - 操作可能会失败，因为否则 -相等的值有不同的表示。

但我不明白为什么会这样。

1. 如果 float 和 double 可以使用 memcpy 和 memcmp，那么像 compare_exchange_strong 这样的原子操作有什么问题？

2. 我也不能使用 compare_exchange_weak 吗？

3. 以上段落，“差异表示”是什么意思？

Answer 1

IEEE-754 浮点数使用有符号/大小格式来确定尾数的符号。 也就是说，有一个符号位，然后有代表一个正数的位。 如果设置了符号位，则该数字被解释为负数。

当然，如果所有的数字（和指数）位都是 0，并且符号位被设置，那么就会产生“数字”-0.0。 就现实世界的人类数学而言，没有“负0”。 所以从逻辑上讲，这样的数字应该被视为等于+0.0。 而普通的浮点比较逻辑正是这样做的。 但这两个等价值以不同的二进制表示形式存储； 一个设置了符号位； 另一个没有。

因此，如果您对两个浮点值的二进制表示进行比较（这是atomic_compare_*操作将执行的操作），则 -0.0不会被视为等于 +0.0。

还有其他情况下 IEEE-754 相等性测试可以 go 错误，但这是最简单的解释。