Double 到 int 的转换在幕后？答案

【问题标题】：Double to int conversion behind the scene?Double 到 int 的转换在幕后？
【发布时间】：2010-02-03 04:30:47
【问题描述】：

我只是想知道将 double 转换为 int 的幕后发生了什么，比如 int(5666.1) ？这会比子类对父类的 static_cast 更昂贵吗？由于 int 和 double 的表示形式根本不同，因此在此过程中会创建临时变量，而且成本也很高。

【问题讨论】：

标签： c++ floating-point double int

【解决方案1】：

任何具有本机浮点的 CPU 都有将浮点数转换为整数数据的指令。该操作可能需要几个周期到多个周期。通常对于 FP 和整数有单独的 CPU 寄存器，因此您还必须随后将整数移动到整数寄存器才能使用它。这可能是另一种操作，可能很昂贵。请参阅您的处理器手册。

PowerPC 尤其不包括将 FP 寄存器中的整数移动到整数寄存器的指令。必须从 FP 存储到内存并加载到整数。因此，您可以说创建了一个临时变量。

在没有硬件 FP 支持的情况下，数字必须被解码。 IEEE FP 格式为：

sign | exponent + bias | mantissa

要转换，您必须执行类似的操作

// Single-precision format values:
int const mantissa_bits = 23; // 52 for double.
int const exponent_bits = 8; // 11 for double.
int const exponent_bias = 127; // 1023 for double.

std::int32_t ieee;
std::memcpy( & ieee, & float_value, sizeof (std::int32_t) );
std::int32_t mantissa = ieee & (1 << mantissa_bits)-1 | 1 << mantissa_bits;
int exponent = ( ieee >> mantissa_bits & (1 << exponent_bits)-1 )
             - ( exponent_bias + mantissa_bits );
if ( exponent <= -32 ) {
    mantissa = 0;
} else if ( exponent < 0 ) {
    mantissa >>= - exponent;
} else if ( exponent + mantissa_bits + 1 >= 32 ) {
    overflow();
} else {
    mantissa <<= exponent;
}
if ( ieee < 0 ) mantissa = - mantissa;
return mantissa;

即，一些解包指令和移位。

【讨论】：

【解决方案2】：

如果代码生成器使用英特尔 SSE2 指令集，则总是有一条专用的 FPU 指令来完成工作，即 cvttsd2si。这很快，但不如静态演员表快。这通常根本不需要任何代码。

【讨论】：

【解决方案3】：

static_cast 依赖于编译器的 C++ 代码生成，但通常没有运行时成本，因为指针更改是在编译时根据转换中假定的信息计算的。

当您将 double 转换为 int 时，在 x86 系统上，编译器将生成 FIST（浮点/整数转换）指令，FPU 将执行转换。这种转换可以在软件中实现，并且在某些硬件上以这种方式完成，或者如果程序需要它。 GNU MPFR 库能够执行 double 到 int 的转换，并将在所有硬件上执行相同的转换。

【讨论】：

对于现代 x86，编译器可以/将生成 SSE2 指令，而不是 x87。
@MSalters：视情况而定；默认情况下，一些“现代”编译器仍将代码生成到 x87 FPU，但是是的，许多编译器会发出 cvttsd2si。
是的，在 x86-32 上你不能仅仅假设 cvttsd2si 存在。但是是否有编译器将已弃用的 x87 ins 用于 x86-64？