為什么我們不能在浮點數上使用 '~' 運算符

Question

我最近在 c 中遇到了 '~' 運算符。 從我收集的信息來看，它只是翻轉給定數字的所有位，從而改變它的值。 所以我玩弄它並編寫了以下代碼：

第一個程序

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[]){
    int x = 100;
    printf("%d\n", x);
    x = ~x;
    printf("signed value = %d\nunsigned value = %u\n", x, x);
    return 0;
}

使用 output：

100
signed value = -101
unsigned value = 4294967195

但是后來，我嘗試用浮點數做同樣的事情：

第二個程序

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[]){
    float x = 100;
    printf("%f\n", x);
    x = ~x;
    printf("new value = %f\n", x);
    return 0;
}

但我收到一個錯誤：

tests.c:6:6: error: wrong type argument to bit-complement
  x = ~x;

所以我做了一些研究，發現我們無法在浮點數上使用“~”運算符。 這是真的？ 如果是，那么我的問題是為什么？

Answer 1

無趣且不令人滿意的答案 - 因為這就是指定語言的方式：

6.5.3.3 一元算術運算符

約束

1 一元+或-運算符的操作數應具有算術類型； ~運算符的 integer 類型； 的! 運算符，標量類型。

^{C 2011年在線草案}

強調我的。

但是，為什么要這樣指定語言？ 為什么它只允許int運算符用於~運算符？

好吧，有幾個可能的原因。 第一，它並不是那么常見的操作（至少在我個人的經驗中不是這樣） - 沒有多少使用浮點值的人對這些值的按位操作非常感興趣。 可能有一些問題域被大量使用，但我在 30 多年的編程中從未見過它。 如果有人真的需要這樣做，他們只需將浮點數鍵入或 map 到整數類型或unsigned char數組並在那里進行位操作，然后 map 回到原始浮點類型。

第二，浮點格式在歷史上變化很大——雖然今天每個人似乎都在 IEEE 754 上收斂，但早在 70 年代和 80 年代，不同的平台都對浮點做了自己的事情。

三，請記住 C 編譯為本機代碼 - 而現代 x86 確實具有用於按位操作浮點類型的本機指令，我很確定 70 年代初的硬件並非如此。 生成的代碼中可能存在足夠的性能損失，不值得付出努力。