浮点数组上的 memset 不会完全归零数组答案

【问题标题】：memset on float array does not fully zero out array浮点数组上的 memset 不会完全归零数组
【发布时间】：2016-05-31 21:06:31
【问题描述】：

我有一些数组，

float *large_float_array;

我调用并在循环后尝试 memset

large_float_array = (float*)calloc(NUM, sizeof(float));

// .. do stuff with float array

memset(large_float_array, 0, sizeof(large_float_array);

// .. do other stuff

但似乎large_float_array 实际上并没有归零。为什么是这样？这是由于浮点数的特殊性质吗？如果是这样，我想知道如何解决这个问题。

附： calloc 真的在这里工作吗？

【问题讨论】：

我刚刚找到 this ，为我的问题提供了一些见解。
memset(large_float_array, 0, sizeof(large_float_array); 无法编译。总是愿意发布真实的代码。
C 不强制要求浮点数是 ieee754。因此，我相信标准中不能保证0.0f 按位为零。
large_float_array = (float*)calloc(NUM, sizeof(float)); --> large_float_array = calloc(NUM, sizeof *large_float_array);
所以大家一致认为memset在浮点数组上没问题，只要我指定正确的大小？编辑：@chux 为什么要改变？

标签： c arrays dynamic

【解决方案1】：

由于large_float_array 是一个指针，您不能使用sizeof(large_float_array) 指定要清除的字节数：sizeof(large_float_array) 只是指针的大小，通常为4 或8 个字节。要清除整个数组，您必须编写：

memset(large_float_array, 0, NUM * sizeof(float));

或

memset(large_float_array, 0, NUM * sizeof(*large_float_array));

请注意，memset 将内存设置为所有位为零。 C 标准不保证所有位为零都是0.0 的表示，但在所有当前架构中都是如此，因此它会按预期工作。

清除数组的严格符合方法是这样的：

#include <stdlib.h>

...
for (size_t i = 0; i < NUM; i++) {
    large_float_array[i] = 0;
}

如果目标系统将0.0 表示为所有位为零，则现代编译器会将上述循环优化为对memset 的调用，这可以通过Goldbolt's Compiler Explorer 进行验证。

【讨论】：

对于那些对 memset'ing a float 的合法性感兴趣的人，here's 链接。

【解决方案2】：

你不能使用memset，因为它接受int作为值类型，但是float可能以不同的方式存储，所以你应该使用常规循环

for (size_t i = 0; i < NUM; ++i) {
    large_float_array[i] = 0.;
}

【讨论】：

对于i，您应该使用size_t 而不是int，因为NUM 可能大于int。
@chqrlie C 有size_t 类型吗？
是的。它在<stdlib.h>（以及其他地方）中定义。
更好的答案。
为了避免一些由无符号类型引起的错误，您可能希望更改为非 C 标准但 POSIX 标准 ssize_t，它是有符号的 size_t，并在 @987654332 中定义@.

【解决方案3】：

calloc初始化内存区的效果和使用memset函数和0值其实是一样的。换句话说，calloc 并不比memset 更“类型化”。他们都只是将内存设置为所有位为零*。

C11 (N1570) 7.22.3.2/2 calloc函数：

calloc 函数为 nmemb 对象数组分配空间，每个大小都是大小。空间初始化为所有位为零。²⁹⁶⁾

脚注 296（仅供参考）：

请注意，这不必与浮点零或空指针常量。

*) 可以想象calloc 可以返回已经用零预初始化的内存位置的地址，因此它可能比malloc + memset 组合更快。

【讨论】：

【解决方案4】：

帖子有多个问题。

以下没有平衡()。不清楚 OP 的真实代码可能是什么。

memset(large_float_array, 0, sizeof(large_float_array);

假设上面的简单使用了另一个)，那么代码只是用零填充了几个字节，因为sizeof(large_float_array)是一个指针的大小。

memset(large_float_array, 0, sizeof(large_float_array));

OP 可能想要这样的东西，即用零位填充分配的空间。这将使分配的内存进入与calloc() 相同的状态。

memset(large_float_array, 0, NUM *sizeof *large_float_array);

代码应该使用以下内容。一个好的编译器会将这个琐碎的循环优化成快速的代码。

for (size_t i=0; i<NUM; i++) {
  large_float_array[i] = 0.0f;
}

使用快速memcpy() 的一种方法是将float 复制到数组的第一个元素中，然后将第一个元素复制到第二个元素，然后将前两个元素复制到元素 3 和 4，然后是第一个元素4 元素到元素 4,5,6,7 ...

void *memset_size(void *dest, size_t n, const char *src, size_t element) {
  if (n > 0 && element > 0) {
    memcpy(dest, src, element);  // Copy first element
    n *= element;
    while (n > element) {
      size_t remaining = n - element;
      size_t n_this_time = remaining > element ? element : remaining;
      memcpy((char*)dest + element, dest, n_this_time);
      element += n_this_time;
    }
  }
  return dest;
}

float pi = M_PI;
float a[10000];
memset_size(a, 10000, &pi, sizeof pi);

与所有优化一样，首先考虑清楚编写的代码，然后在选择的情况下采用上述候选者。

【讨论】：