为什么 C99 标准的作者不为浮点类型的大小指定一个标准？

Question

我注意到在 Windows 和 Linux x86 上，float 是 4 字节类型，double 是 8，但是 long double 在 x86 和 x86_64 上分别是 12 和 16。 C99 应该打破这些具有特定整体尺寸的障碍。

最初的技术限制似乎是由于 x86 处理器无法处理超过 80 位的浮点运算（加上 2 个字节来四舍五入），但为什么与 int 类型相比标准不一致？ 他们为什么不至少进行 80 位标准化？

Answer 1

C 语言没有指定各种类型的实现，因此它可以在尽可能广泛的硬件上有效实现。

这也扩展到整数类型 - C 标准整数类型具有最小范围（例如， signed char是 -127 到 127， short和int都是 -32,767 到 32,767， long是 -2,147,483,647 到 2,147,483,647，而long long是 -9,2203,7875到 9,223,372,036,854,775,807）。 对于几乎所有目的，这就是程序员需要知道的全部内容。

C99 确实提供“固定宽度”整数类型，如int32_t - 但这些是可选的- 如果实现不能有效地提供这种类型，它不必提供它。

对于浮点类型，存在等效限制（例如， double必须具有至少 10 位十进制数字的精度）。

Answer 2

他们试图（主要）适应预先存在的 C 实现，其中一些甚至不使用 IEEE 浮点格式。

Answer 3

int s 可用于表示抽象事物，如 id、颜色、错误代码、请求等。在这种情况下， int s 不是真正用作整数，而是用作位集（= 容器）。 大多数情况下，程序员确切地知道他需要多少位，因此他希望能够根据需要使用尽可能多的位。

另一方面， float是为非常特定的用途（浮点运算）而设计的。 您不太可能能够精确地确定您的float需要多少位。 实际上，大多数情况下，您拥有的位越多越好。

Answer 4

C99 应该打破这些具有特定整体尺寸的障碍。

不，那些固定宽度的(u)int N _t类型是完全可选的，因为并非所有处理器都使用 2 的幂的类型大小。 C99 只要求定义(u)int_fast N _t和(u)int_least N _t . 这意味着为什么标准与 int 类型不一致的前提是完全错误的，因为 int 类型的大小没有一致性

许多现代 DSP 将 24 位字用于 24 位音频。 甚至还有像卓然 ZR3800x 系列这样的 20 位 DSP 或像ADAU1701这样的28 位 DSP ，它允许在不削波的情况下转换16/24位音频。 许多 32 位或 64 位架构还具有一些奇数大小的寄存器，以允许在不溢出的情况下累加值，例如，具有40 位long的 TI C5500 / C6000和具有 80 位累加器的SHARC 。 Motorola DSP5600x/3xx 系列也有奇数大小：2 字节短、3 字节整数、6 字节长。 过去，有很多架构具有其他字长，例如 12、18、36、60 位……以及许多使用符号大小补码的 CPU 。 查看标准委员会关心的异国架构

C 旨在灵活地支持各种此类平台。 指定固定大小，无论是整数类型还是浮点类型，都违背了这一目的。 硬件中的浮点支持变化很大，就像整数支持一样。 有使用十进制、十六进制或其他可能的基数的不同格式。 每种格式都有不同大小的指数/尾数，不同的符号/指数/尾数位置，甚至有符号格式。 例如，有些对尾数使用二进制补码，而有些则对指数或整个浮点值使用二进制补码。 您可以在这里看到许多格式，但这显然不是曾经​​存在的所有格式。 例如，上面的 SHARC 有一个特殊的 40 位浮点格式。 一些平台还对long double使用double-double 算法。 也可以看看

• C++ 编译器中存在哪些不常见的浮点大小？
• 是否有任何现实世界的 CPU 不使用 IEEE 754？

这意味着您无法为所有平台标准化单一浮点格式，因为没有一刀切的解决方案。 如果您正在设计 DSP，那么显然您需要一种最适合您目的的格式，以便您可以搅动尽可能多的数据。 当 40 位格式对您的应用程序具有足够的精度、更适合缓存并且需要的管芯尺寸要小得多时，就没有理由使用 IEEE-754 binary64。 或者，如果您使用的是小型嵌入式系统，那么 80 位long double精度通常是无用的，因为您甚至没有足够的 ROM 来容纳 80 位long double精度库。 这就是为什么有些平台将long double限制为 64 位，如double