C++ IEEE 754/iec 559

IEEE 754浮点格式是否跨平台定义良好？在位格式和尾数方面

我愿意在我的代码中添加以下内容（对于初始版本）：

static_assert（std:：numeric_limits:：is_iec559，“仅支持IEC 559（IEEE 754）浮点”）；
静态断言（sizeof（float）*字符位==32，“仅支持float=>单精度IEC 559（IEEE 754）”；
静态断言（标准：：数字限制：：is_iec559，“仅支持IEC 559（IEEE 754）double”）；
静态断言（sizeof（float）*字符位==64，“仅支持双精度=>双精度IEC 559（IEEE 754）”；
静态断言（标准：：数字限制：：is_iec559，“仅支持IEC 559（IEEE 754）长双精度”）；
静态断言（sizeof（float）*字符位==128，“仅支持长双精度=>扩展精度IEC 559（IEEE 754）”；
//如有需要，可提供更多的资产。
//我注意到我当前的系统有一个sizeof（longdouble）=>128
//但是数字限制：：数字=>63
//因此，我们不是只存储扩展的四精度浮点。

如果我以二进制格式编写float/double/long-double，这些数据可以在系统之间传输，而无需进一步解释。即

void write(std::ostream& stream, double value)
{
     stream.write(reinterpret_cast<char const*>(&value), 8);
}

....

double read(std::istream& stream)
{
     double   value;
     stream.read(reinterpret_cast<char*>(&value), 8);
     return value;
}

void写入（std:：ostream&stream，双值）
{
stream.write（重新解释类型和值），8）；
}
....
双读（标准：：istream&stream）
{
双重价值；
stream.read（重新解释类型和值），8）；
返回值；
}

或者我是否需要将双精度分解为整数组件进行传输（如建议的那样）：

这里的区别是，我愿意将我支持的表示限制为IEEE-754，这基本上解决了浮点值的二进制存储问题，还是我需要采取进一步的措施

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注：对于不符合要求的平台（当我发现它们时），我愿意对代码进行特殊处理，以便它们将IEEE-754读/写到本地表示中。但是我想知道bit/endian是否足够好地跨平台定义，以支持存储/传输。

首先，您可能需要更改代码，以便它正确检查类型大小

static_assert(std::numeric_limits<float>::is_iec559, "Only support IEC 559 (IEEE 754) float");
static_assert(sizeof(float) * CHAR_BIT == 32, "Only support float => Single Precision IEC 559 (IEEE 754)");

static_assert(std::numeric_limits<double>::is_iec559, "Only support IEC 559 (IEEE 754) double");
static_assert(sizeof(double) * CHAR_BIT == 64, "Only support double => Double Precision IEC 559 (IEEE 754)");

static_assert(std::numeric_limits<long double>::is_iec559, "Only support IEC 559 (IEEE 754) long double");
static_assert(sizeof(long double) * CHAR_BIT == 128, "Only support long double  => Exteneded Precision IEC 559 (IEEE 754)");

static_assert（std:：numeric_limits:：is_iec559，“仅支持IEC 559（IEEE 754）浮点”）；
静态断言（sizeof（float）*字符位==32，“仅支持float=>单精度IEC 559（IEEE 754）”；
静态断言（标准：：数字限制：：is_iec559，“仅支持IEC 559（IEEE 754）double”）；
静态断言（sizeof（double）*字符位==64，“仅支持double=>双精度IEC 559（IEEE 754）”；
静态断言（标准：：数字限制：：is_iec559，“仅支持IEC 559（IEEE 754）长双精度”）；
静态断言（sizeof（长双精度）*字符位==128，“仅支持长双精度=>扩展精度IEC 559（IEEE 754）”；

问题是，IEEE-754不要求long double的长度为128位。根据编译器和平台的不同，此类类型的长度可能会有所不同。但是，它确实指定了binary128，编译器可能支持也可能不支持binary128，这取决于平台和实现（gcc有一个非标准的_float128类型）。该标准只要求longdouble至少与double一样精确，使其通常为80位长（gcc）或64位长（VS）

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如果将支持的表示形式限制为IEEE-754，则不会遇到任何问题。

位格式定义良好，但并非所有计算机都是little-endian。IEEE标准也不要求浮点数为某个端点。您可以运行以下程序来查看

double

42.0

的字节模式：

#include <stdio.h>
#include <numeric>
#include <limits>
using namespace std;

int main() {
  double d = 42;
  printf("%i\n", std::numeric_limits<double>::is_iec559);
  for (char *c = (char *)&d; c != (char *)(&d+1); c++) {
    printf("%02hhx ", *c);
  }
  printf("\n");
}

在运行更新的g++的x86_64计算机上：

1
00 00 00 00 00 00 45 40

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要可移植地读写IEEE 754，请使用以下例程。 如果平台不是IEEE 754，可能会丢失一些位，但是 您仍将获得最接近的可能表示形式

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未指定端部。所以你想把所有的东西都转换成大端或小端。@tmyklebu：你有我能读到的说明吗？与我交谈的其他人都说是这样（尽管他们也没有向我展示标准）。我感到困惑。你想要一个引用说另一个引用没有说什么？@tmyklebu：很抱歉，这是错的（我也会犯“除非明确指定，否则我们不能假设”的错误，所以目前我认为我必须考虑到这一点）。但我想理解你为什么这么说（因为我一直听说endianness不是一个因素），这就是为什么我要问这个问题。我想得到一些明确的参考资料，说明如何在内存中看到这一点。正如你所看到的，目前唯一的答案是暗示这不是一个问题（并且没有反对票，尽管1张赞成票也不是响亮的赞成票），我这么说是因为在SPARC上打印出

double

42.0

的字节会给您带来

40 45 00 00

，而在x86_64机器上打印会给您带来

00 00 45 40

。这些是不同的，因为SPARC是big-endian，x86_64是little-endian。std：：numeric_limits：：digits的值是多少？，但我非常确定这是决定性的证据，证明endianess不是标准的一部分，因此我不能在这个问题中使用简单的技术，必须做一些工作来补偿不同的限制体系结构。@LokiAstari:

数字在两种平台上都是53。除了它不在标准中之外，为什么endianness不是标准的另一个论点是，如果它是标准的一部分，小endian平台就是那些会被拧紧的平台。此外，在任何平台上，用错误的endian表示数字的有效位都不方便。使用小endian的原因与整数加法时的进位有关。换一种方式布置晶体管更有效（这种方式长期以来一直是多余的）。我不确定这会如何影响FP编号的布局，因为大多数系统都会将此功能传递给专门的用户
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40 45 00 00 00 00 00 00

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