C++：隐式类型转换

Question

我对隐式类型转换有点困惑。给定以下程序

   float x = 4.23423451;
   double y = 4.23423451;

   float z = 101.9876;

   float res1 = x * z;
   float res2 = y * z;

   std::cout << "res1 & res2 " << res1 << "  & " << res2 << std::endl;
   std::cout << "equality " << (res1 == res2) << std::endl;

输出是

   res1 & res2 431.839  & 431.839
   equality 1

我的问题是“对于 x、y 和 z (x = y) 的任何值以及任何编译器来说，相等性是否总是正确的？”

在

res2 = y * z;

变量“y”会被类型转换为浮点数还是变量“z”被类型转换为双精度？

Answer 1

见my comments。

这是明确定义的。 z 的中间表达式将扩展为 double，因此 y * z 将是 double 表达式。然后隐式缩小转换会将其转换为float 以存储在res2 中。同样的缩小范围适用于res1。

C++11 标准的 §5¶9 表达式 [expr] 反映了这一点。

许多期望算术或枚举类型的操作数的二元运算符会导致转换并以类似的方式产生结果类型。目的是产生一个通用类型，这也是结果的类型。这种模式称为常用算术转换，定义如下：

...

• 否则，如果任一操作数为double，则另一个应转换为double。
• 否则，如果任一操作数为float，则另一个应转换为float。

...

然而，这并不能确定等式是否成立。

话虽如此，res1 不一定等同于res2——它高度依赖于环境中float 和double 的精度。这两个文字甚至可能不相等——4.23423451f 甚至不需要等同于4.23423451。您不能确定static_cast<double>(static_cast<float>(4.23423451)) 是否等于4.23423451。

参见 §5.17¶3 赋值和复合赋值运算符 [expr.ass]。

如果左操作数不是类类型，则表达式被隐式转换（第 4 条）为左操作数的 cv 非限定类型。

§4 标准转换 [conv] 状态如下：

标准转换是具有内置含义的隐式转换。第 4 条列举了所有此类转换。 标准转换序列是按以下顺序进行的标准转换序列：

...

• 以下集合中的零个或一个转换：整数提升、浮点提升、整数转换、浮点转换、浮点整数转换、指针转换、指向成员的指针转换和布尔转换。

如 §4.6 浮点提升 [conv.fpprom] 中所述，

1. float 类型的纯右值可以转换为double 类型的纯右值。值不变。
2. 这种转换称为浮点提升。

... 和 §4.8 浮点转换 [conv.double],

1. 浮点类型的纯右值可以转换为另一种浮点类型的纯右值。如果源值可以在目标类型中精确表示，则转换的结果就是该精确表示。如果源值介于两个相邻的目标值之间，则转换的结果是实现定义的对这些值中的任何一个的选择。否则，行为未定义。

2. 允许作为浮点提升的转换从浮点转换集中排除。

这里的问题是，我们有多种情况，我们的转换不是提升，而是缩小到可能精度较低的类型（double 到 float）。

基本上，任何时候将double 转换为float，都可能会丢失精度。

Answer 2

您应该从不比较浮点值是否相等。

Answer 3

不，这不能保证。 x 和 y 不一定具有相同的值。 确实在表达式x * z和y * z中两者都被提升为double，但是将x提升为double的结果不需要等于y的值。而x * z 被评估为float，表达式y * z 将z 提升为加倍，并且乘法的结果不必相等，因此转换回更窄的类型可能会导致不同的值.

Answer 4

演员阵容应该保持不变；但是，我已经看到处理器和操作系统以高精度影响实际数学。

但是，除此之外，请使用 static_cast 明确：

float res2 = static_cast<float>(y * static_cast<double>(z));

这样，每个人都知道你的意思以及你想要表达的意思。