使用 MinGW 上的 iostreams 错误地打印长双精度

Question

考虑代码

#include <iostream>

int main() {
  std::cout << 4.2L;
}

在MinGW 上编译并运行结果如下：

> g++ test.cc
> a.exe
-7.89773e-278

这是 MinGW 中的错误吗？是否有修复或解决方法？

更新：

在this question 中描述的printf 存在类似问题：

#include <cstdio>

int main() {
  std::printf("%Lg", 4.2L); // prints -7.89773e-278
}

但是，printf 的问题可以通过定义 __USE_MINGW_ANSI_STDIO 来解决，而这个不能，所以我认为它值得一个单独的问题。

Answer 1

这不是一个 MinGW 错误...尽管该声明似乎有争议，但事实是它是 Microsoft 的 C/C++ 运行时库的限制，MinGW 依赖于该库。作为一名开发人员，您有责任了解您的工具（例如这个工具）的限制，并在这些限制范围内工作。

您遇到的问题是由于 Microsoft 在 MSVC 中缺乏对 long double 数据类型的任何独特实现，因此在 MSVCRT.DLL 提供的 I/O 子系统中缺乏对该数据类型的有效支持； （而且，在你告诉我，也许是愤怒地告诉我“MSVC 当然支持long double”之前，我知道它在句法上确实做到了，但在语义上它没有明显的实现, 只是通过有效地忽略 long 限定符来表现，这样 long double 就成为了裸 double 的同义词。

相反，GCC 和 MinGW确实 有一个 long double 的实现，这与 double 不同；前者是 80 位实体，而后者是 64 位，并且是 MSVC 的 both 数据类型的 64 位实现的精确模拟。当您需要更高的 80 位浮点计算精度时，这很好，但在输出结果时可能会导致问题，例如您遇到的问题； （I/O 翻译器收到long double 数据实体的 80 位原始数据表示，它需要 64 位；内部表示完全不同，因此当尾数的一部分被解释为指数时会产生垃圾） .

正如您所指出的，虽然 MSVCRT.DLL 仅支持 64 位 double 值的输出，但 MinGW 确实提供了 C 的 printf 样式 I/O 的替代实现，它可以正确转换 80 位格式;然而，这并没有扩展到支持 C++ 风格的 I/O。因此，在 C++ 代码中，您不能简单地利用 MinGW 替代 I/O 实现，同时继续使用 C++ I/O 语义；您必须认识到 MSVCRT.DLL 的限制，并相应地对您的应用程序进行编码。您可能会考虑的一些选项包括：--

1. 放弃使用long double 数据类型，并以double 执行计算； （这是 only 选项，它有效 可供 Microsoft 编译器的用户使用，因为它实际上并没有一个独特的 long double 数据类型实现开始）。
2. 以long double 执行计算，但将结果转换为double 以进行输出。
3. 使用 C 风格的 I/O 函数而不是 C++ I/O 语义，并通过使用 -posix、-D_GNU_SOURCE、-D_BSD_SOURCE、-D_XOPEN_SOURCE=700 或 @ 中的任何一个进行编译来启用 MinGW 的替代 printf 实现987654341@，（或者更好的是，将#define 添加到您的源代码中，在任何之前 #include）。如果愿意，您也可以将任何早期的合规级别替换为_XOPEN_SOURCE 或_POSIX_C_SOURCE； （但是，请忽略某些评论员可能提出的非常糟糕的建议，以使用-D__USE_MINGW_ANSI_STDIO 进行编译；引入该宏名称的双下划线将其标记为“保留实现”，因此，作为编译器实现的最终用户，您不应该直接引用它）。
4. 使用 C 的 snprintf 函数将 long double 数据转换为 C 字符串表示，然后使用 C++ 语义来输出，而不是让 C++ 直接转换 long double 实体的原始形式。 （IIRC，微软不提供snprintf——他们提供_snprintf——所以如果你小心使用ANSI函数名，你会自动获得80位long double支持）。