为什么 printf 将整数打印为双精度数？ [复制]答案

【问题标题】：Why does printf print an integer as a double? [duplicate]为什么 printf 将整数打印为双精度数？ [复制]
【发布时间】：2020-03-21 10:43:33
【问题描述】：

printf("%f", 1.0); //prints 1.0

但是

printf("%f", 1);  // prints 0.0

转换是如何发生的？

【问题讨论】：

标签： c printf

【解决方案1】：

根据下面的@Eric Postpischil's 评论不同。

The first double argument (or float argument, which will be promoted to double if used with the ... part of a function) is put in %xmm0. The first “normal integer class” type of argument would go into %rdi. For printf, though, that pointer to the format string is the first argument of that class, so it does into %rdi. That means the first int argument passed goes into the second register for that class, which is %rsi. So, with printf("%f", 1);, printf looks for the floating-point value in %xmm0, but the caller puts an int 1 in %rsi

【讨论】：

我理解你，但我坚持简单，没有这么难的事情，
断言代表int 的字节将被printf 解释为浮点数是不正确的。在一些常见的 C 实现中，尤其是使用 System V x86-64 ABI 的任何实现中，第一个 double 参数在 %xmm0 寄存器中传递，而 int 参数在传递格式字符串后传递给 printf %rsi。在处理%f 时，printf 会看到%xmm0 中的字节，而不是%rsi. 中的字节
@EricPostpischil，非常感谢您让我知道这一点。你的意思是说，因为“1”是一个整数常量，它将被放置在非 %xmm 寄存器中，当 printf 扫描这个 %f 时，它会检查 %xmm0 并且它将获得寄存器具有的任何值。如果我错了，请纠正我。
@MuraliKrishnaBellamkonda：是的。第一个double 参数（或float 参数，如果与函数的... 部分一起使用，将提升为double）放入%xmm0。第一个“普通整数类”类型的参数将进入%rdi。但是，对于printf，指向格式字符串的指针是该类的第一个参数，因此它确实存在于%rdi 中。这意味着传递的第一个int 参数进入该类的第二个寄存器，即%rsi. 因此，对于printf("%f", 1);，printf 在%xmm0 中查找浮点值，但调用者放置了一个int%rsi 中的 1 个。
现在知道了。再次感谢。我有一个疑问。它在 32 位机器中的行为方式。

【解决方案2】：

并不是每个编译器都这样，有些实际上是打印 1.0。但是当指示 printf 打印一个双精度值时，您必须传递一个双精度值，而不是一个整数。你总是可以使用类型转换：

printf("%f", (double)1);

【讨论】：

gcc 和 visual studio 打印 0.0 ，也不能练习使用
我不认为这是 compiler 特定的。它（几乎但可以想象）可能是特定于 CPU 的。
你能识别出任何在给定printf("%f", 1);的情况下打印“1.0”的编译器吗？
在 macOS catalina 上的 clang 产生 1.000000

【解决方案3】：

printf("%f", 1); 导致未定义的行为，因为 double 是预期的，但您传递了 int。没有解释为什么它打印0.0，因为行为是未定义的。

【讨论】：

有一个解释为什么它打印“0.0”。 C标准没有给出解释，但是编译器的源代码、系统的ABI、硬件架构文档等等都有解释。
@EricPostpischil 因为没有指定实现，所以问题仅与 C 编程语言有关。该语言不提供任何推理，因此提供了答案。
C 标准将“未定义”定义为“行为……或本文档没有要求的行为”（强调指出相关概念）。这意味着“C 标准中没有解释”的说法是正确的。从字面上看，“没有解释”的说法是错误的。有人可能会断言限定词要从上下文中理解。不幸的是，这也是错误的：人们无法从上下文中理解这一点。 Stack Overflow 充斥着错误的概念，即 C 标准是理解 C 程序行为的全部和全部。
任何称职的软件工程师必须了解编译器的工作原理、程序的优化功能、程序在堆栈和数据段中的组织方式以及地址引用的工作原理，什么样的事情会在程序中出错，什么可观察到的症状是什么错误的线索，等等。只有通过学习比 C 标准中的内容更多的解释才能学习这些东西。告诉人们没有对 C 标准未定义的行为的解释是有害的。
@EricPostpischil 虽然您提到的事情很重要，但试图解释未定义的行为本质上是错误的。 C 是一种高级语言——它是一种抽象。告诉人们不要以这种抽象方式思考是有害的。

【解决方案4】：

问题不在于 printf 函数本身，而在于编译器是否足够聪明。如果您的编译器不够聪明，那么它会将 printf 视为普通函数调用，并且不知道该函数的参数语法。所以它只是将一个字符串和一个整数放在堆栈上并调用该函数。 printf 函数接受第一个参数并开始将其解析为格式字符串。当它看到格式说明符%f 时，它会尝试将堆栈中的相应内存部分解释为浮点数。无法知道编译器之前将 int 值推到了那里。所以 printf 最好将内存解释为浮点数。结果取决于平台，即取决于 endiness 和 float/int 大小，还包括随机性，因为您很可能会在堆栈上遇到一些垃圾。在这种情况下 printf 所做的转换也可以这样看：

int i = 1;               // Integer variable
int* pi = &i;            // Pointer to i 
float* pf = (float*)pi;  // Reinterpret the pointer as floating point number address
float f = *pf;           // Get the floating point from this address
printf("%f\n", f);

【讨论】：

在一些常见的 C 实现中，例如使用 System V x86-64 ABI 的任何东西，字符串和 int 都不会放入堆栈。指向字符串第一个字符的指针被放入寄存器，int 被放入另一个寄存器。如果传递了double 而不是int 1，它将被放入一个完全不同的寄存器中。结果是，当printf 为%f 查找double 时，它看不到int 1 的字节。它看到不同寄存器中的字节。
我同意很高兴了解幕后发生的事情，但由于它确实是特定于平台的，您应该说出您的解释涵盖哪些平台。

【解决方案5】：

printf() 这里的东西除了接收基于你传入的格式的浮点数，在printf() 中将 int 打印为浮点数，你必须强制转换它

printf("%f", (float)1);

或

printf("%f",(double)1);

因为 C 会根据变量的类型和内存表示来处理传递给 printf() 的变量，并且您传递了错误的值，这将导致未定义的行为。

【讨论】：