在 C 和 C++ 中使用浮點轉換與浮點后綴有什么區別？

Question

這之間有區別嗎（使用浮點文字后綴）：

float MY_FLOAT = 3.14159265358979323846264338328f; // f suffix
double MY_DOUBLE = 3.14159265358979323846264338328; // no suffix 
long double MY_LONG_DOUBLE = 3.14159265358979323846264338328L; // L suffix

vs this（使用浮點轉換）：

float MY_FLOAT = (float)3.14159265358979323846264338328;
double MY_DOUBLE = (double)3.14159265358979323846264338328;
long double MY_LONG_DOUBLE = (long double)3.14159265358979323846264338328;

在 C 和 C++ 中？

注意：對於 function 調用，go 相同：

void my_func(long double value);

my_func(3.14159265358979323846264338328L);
// vs
my_func((long double)3.14159265358979323846264338328);
// etc.

有關的：

1. 長雙字面值的 C++ 后綴是什么？
2. https://en.cppreference.com/w/cpp/language/floating_literal

Answer 1

默認值為double 。 假設 IEEE754 浮點， double是float的嚴格超集，因此不指定f永遠不會丟失精度。 編輯：這僅在指定可以由float表示的值時才成立。 如果發生舍入，由於舍入兩次，這可能不是嚴格正確的，請參閱 Eric Postpischil 的回答。 因此，您還應該使用f后綴作為浮點數。

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這個例子也有問題：

long double MY_LONG_DOUBLE = (long double)3.14159265358979323846264338328;

這首先給出一個double常量，然后將其轉換為long double 。 但是因為你從一個double開始，你已經失去了永遠不會回來的精度。 因此，如果要在long double常量中使用全精度，則必須使用L后綴：

long double MY_LONG_DOUBLE = 3.14159265358979323846264338328L; // L suffix

Answer 2

使用后綴和強制轉換是有區別的； 8388608.5000000009f和(float) 8388608.5000000009在常見的 C 實現中具有不同的值。 這段代碼：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    float x =         8388608.5000000009f;
    float y = (float) 8388608.5000000009;
    printf("%.9g - %.9g = %.9g.\n", x, y, x-y);
}

打印“8388609 - 8388608 = 1”。 在 Apple Clang 11.0 和其他使用 IEEE-754 binary32 for float和 binary64 for double的正確舍入的實現中。 （C 標准允許實現使用 IEEE-754 正確舍入以外的方法，因此其他 C 實現可能有不同的結果。）

原因是(float) 8388608.5000000009包含兩個舍入操作。 使用后綴8388608.5000000009f直接轉換為float ，因此為了適合float必須丟棄的部分 0.5000000009 會被直接檢查以查看它是否大於.5。 是的，所以結果向上舍入到下一個可表示的值 8388609。

沒有后綴， 8388608.5000000009首先被轉換為double 。 當考慮必須丟棄的部分 0.0000000009 時，發現它小於截斷點的低位 ½。 （那里低位的值是.00000000186264514923095703125，一半是.000000000931322574615478515625。）所以結果向下舍入，我們得到8388608.5作為double精度數。 當強制轉換將此四舍五入為float時，必須丟棄的部分是.5，正好在可表示的數字 8388608 和 8388609 之間。打破平局的規則將其四舍五入為具有偶數低位 8388608 的值。

（另一個例子是“7.038531e-26”； (float) 7.038531e-26不等於7.038531e-26f 。當float是 binary32 並且double是 binary64 時，這是唯一一個有效數字少於八位的數字，除了課程“-7.038531e-26”。）

Answer 3

雖然在浮點常量中省略 f 不會丟失精度，但這樣做可能會讓人感到意外。 考慮一下：

#include    <stdio.h>

#define DCN 0.1
#define FCN 0.1f
int main( void)
{
float   f = DCN;
    printf( "DCN\t%s\n", f > DCN ? "more" : "not-more");
float   g = FCN;
    printf( "FCN\t%s\n", g > FCN ? "more" : "not-more");
    return 0;
}

這（使用 gcc 9.1.1 編譯）產生 output

DCN more
FCN not-more

解釋是在 f > DCN 中，編譯器將 DCN 設為 double 類型，因此將 f 提升為 double，並且

(double)(float)0.1 > 0.1

就我個人而言，在我需要浮點常量的（罕見）場合，我總是使用“f”后綴。