gcc: printf 和 long double 导致错误的输出。 [C - 类型转换搞砸了]

Question

我是 C 的新手。我尝试为 Vector 编写函数，但一定有什么问题。
代码如下：

/* Defines maths for particles. */

#include <math.h>
#include <stdio.h>

/* The vector struct. */
typedef struct {
    long double x, y, z;
} Vector;

Vector Vector_InitDoubleXYZ(double x, double y, double z) {
    Vector v;
    v.x = (long double) x;
    v.y = (long double) y;
    v.z = (long double) z;
    return v;
}

Vector Vector_InitDoubleAll(double all) {
    Vector v;
    v.x = v.y = v.z = (long double) all;
    return v;
}


Vector Vector_InitLongDXYZ(long double x, long double y, long double z) {
    Vector v;
    v.x = x;
    v.y = y;
    v.z = z;
    return v;
}

Vector Vector_InitLongDAll(long double all) {
    Vector v;
    v.x = v.y = v.z = all;
    return v;
}

Vector Vector_AddVector(Vector *v1, Vector *v2) {
    Vector v3;
    v3.x = v1->x + v2->x;
    v3.y = v1->y + v2->y;
    v3.z = v1->z + v2->z;
    return v3;
}

Vector Vector_AddDouble(Vector *v1, double other) {
    Vector v2;
    v2.x = v1->x + other;
    v2.y = v1->y + other;
    v2.z = v1->z + other;
    return v2;
}

Vector Vector_AddLongD(Vector *v1, long double other) {
    Vector v2;
    v2.x = v1->x + other;
    v2.y = v1->y + other;
    v2.z = v1->z + other;
    return v2;
}

void Vector_Print(Vector *v) {
    printf("X: %Lf, Y: %Lf, Z: %Lf\n", v->x, v->y, v->z); //Before edit: used %ld
}

double Vector_Length(Vector *v) {
    return pow(pow(v->x, 2) + pow(v->y, 2) + pow(v->z, 2), 0.5);
}



int main() {
    Vector v = Vector_InitDoubleXYZ(2.0, 1.0, 7.0); //Before edit: (2.0d, 1.0d, 7.0d);

    Vector_Print(&v);
}

我正在使用 gcc 进行编译。在命令行中运行 vector.exe 会得到以下输出：

X：0，Y：-2147483648，Z：9650176

我不明白为什么会这样。

感谢任何提示（即使是关于我的编码风格或任何可以在代码中做得更好的提示）。
谢谢，

更新：使用 MSVC 编译器工作正常，这似乎是 gcc 的问题。你知道为什么会这样吗？

Answer 1

问题（在修复各种问题后，如果使用整数说明符进行浮点格式化）是您将 GCC 类型与不理解它们的 MSVC 运行时混合。

首先，MinGW 是一个 GCC 编译器，但它使用 MSVC 运行时来提供大部分运行时支持。这对printf() 系列函数意味着什么，只有msvcrt.dll 支持的格式说明符和msvcrt.dll 支持的类型才能工作。但是 GCC 对此一无所知，因此它会传递自己的类型，当然，格式说明符是您在格式字符串中传递的任何内容（尽管 GCC 可能会发出并不真正适用于 @987654327 的警告@ 情况）。有关基于 64 位 int 的一些示例，请参阅 Strange "unsigned long long int" behaviour（我认为 msvcrt.dll 的较新版本可能已经修复了部分或全部 64 位 int 问题）。

您遇到的这个问题的另一部分是 GCC 中的 long double 与 MSVC 中的 long double 类型不同。 GCC 在 x86 或 x64 目标上为 long double 使用 96 位或 128 位类型（请参阅 http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/i386-and-x86_002d64-Options.html）。但是，MSVC 使用 64 位类型 - 基本上 long double 与 double 完全相同，对于 msvcrt.dll (http://msdn.microsoft.com/en-us/library/9cx8xs15.aspx)：

以前的 16 位版本的 Microsoft C/C++ 和 Microsoft Visual C++ 支持 long double、80 位精度数据类型。然而，在 Win32 编程中，long double 数据类型映射到 double、64 位精度数据类型。 Microsoft 运行时库提供长 double 版本的数学函数只是为了向后兼容。 long double 函数原型与其对应的 double 原型相同，只是 long double 数据类型替换了 double 数据类型。这些函数的长双精度版本不应在新代码中使用。

所以这归结为 GCC/MinGW long double 类型将根本不兼容 msvcrt.dll 中的格式化 I/O。要么切换到将 double 与 MinGW 一起使用，要么如果您需要使用 long double，则必须将值转换为 (double) 以进行格式化 I/O，或者提出自己的格式化例程。

另一种选择可能是在 Cygwin 下使用 GCC 编译器，我认为这将避免依赖 msvcrt.dll 进行 I/O 格式化（以依赖 Cygwin 环境为代价）。

Answer 2

您的格式字符串与您的类型不匹配。 %ld 是 long int 的格式说明符，而不是 long double。使用%Lg。

Answer 3

应该是：

void Vector_Print(Vector *v) {
    printf("X: %Lf, Y: %Lf, Z: %Lf\n", v->x, v->y, v->z);
}

f（或 g 或 e 或 G 或 E）表示浮点类型，大写 L 表示long double。

这是标准长双精度的 C 和 C++ 说明符。使用小写的 l 可能在某些实现中有效，但为什么要让你的程序变得不那么必要。

---

注意：对于 scanf 函数系列，说明符略有不同。 %f（和其他）表示浮点数，%lf 表示双精度，%Lf 表示长双精度。

使用 printf 没有浮点说明符。您需要将浮点变量转换为双精度。

---

注意 2：显然 mingw 有一些不兼容问题，这是由于使用 MSVC 运行时导致 %Lf 出现问题。这很奇怪，因为通常 MSVC 允许 %lf 和 %Lf。

Mingw 有 stdio 的替代实现。您可以通过#defining __USE_MINGW_ANSI_STDIO 为 1 (see) 来启用它。我不能保证它会有所帮助。我不太了解mingw。

更新：Michael Burr 的回答解释了为什么将 MSVC 运行时与 MinGW 一起使用时 %Lf 转换失败。如果仍然需要使用 MinGW，请尝试切换到自己的实现。它使用真正的 long double 类型。

Answer 4

您是否在编译器中启用了警告？如果编译器发出警告，它可能会提示问题所在。

Answer 5

试试这样的：

Vector v;
Vector_InitDoubleXYZ(&v, 2.0d, 1.0d, 7.0d);

该函数定义为：

void Vector_InitDoubleXYZ(Vector *v, double x, double y, double z) {
long double t;
t = x;
v->x = t;
t=y;
v->y = t;
t=z;
v->z = t;
}