double 到 int 的转换

Question

下面的代码有什么问题（潜在的未定义行为）吗，浮点值是否被分配给 long int？

struct timespec t; 
t.tv_nsec = (some float value < 1) * 1E9

Answer 1

转换将在编译时完成。您可能会从编译器收到警告，但代码实际上并没有什么“错误”，因为使用浮点常量初始化整数是非常传统的做法。

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我给出的初始化只是为了保持简单。在代码中会是这样的：

struct timespec t; t.tv_nsec = (some float value < 1) * 1E9;

纳秒到tv_nsec;有趣，但不应该有任何重大问题。实际上，double 具有足够的精度，因此您不会遇到太多麻烦，尽管您有时可能会得到与预期不同的值，因为分数在您不期望的情况下被截断。可能值得检查一下；这取决于它对您的重要性。

我做了一个快速程序，看看是否有问题。请记住，这是运行时计算而不是编译时计算，但您的结果可能相似：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    for (long l = 0; l < 1000000000; l++)
    {
        double d = l / 1.0E9;
        long r = d * 1E9;
        if (r != l)
            printf("%.9ld: %12.9f != %ld\n", l, d, r);
    }
    return 0;
}

它打印出小数值与整数值不匹配的值。一些大量输出的一小部分是：

031890838:  0.031890838 != 31890837
031890839:  0.031890839 != 31890838
031890840:  0.031890840 != 31890839
031890851:  0.031890851 != 31890850
031890852:  0.031890852 != 31890851
031890853:  0.031890853 != 31890852
031890864:  0.031890864 != 31890863
031890865:  0.031890865 != 31890864
031890866:  0.031890866 != 31890865
031890877:  0.031890877 != 31890876
031890878:  0.031890878 != 31890877
031890879:  0.031890879 != 31890878
031890890:  0.031890890 != 31890889

虽然绝不是每个值都有问题，但我记录（使用wc -l）在 1,000,000,000 个值中的 17,075,957 个（或大约 1.7% 的值）存在差异。那是在 Mac OS X 10.7.4（由 Apple 提供）上使用 GCC 4.1.2。我使用 GCC 4.7.0 得到了相同的结果。生成数据大约需要 30 秒。

Kernighan 和 Plauger 的“编程风格的要素”中我最喜欢的一句话是：

• 一位聪明的程序员曾经说过，'浮点数就像一小堆沙子。每次你移动一个，你就会失去一点沙子并捡起一点泥土。'

这很好地证明了这个问题。

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请注意，微不足道的更改会将错误率降低到 0：

long r = d * 1E9 + 0.5;

也许你应该使用宏：

#define NANOSECONDS(x) ((x) * 1E9 + 0.5)

long r = NANOSECONDS(d);

您可以使用较小的附加常数； 0.1 也将错误率降低到 0。