Question

IEEE 754浮点格式是否跨平台定义良好？在位格式和字节序方面？

我愿意将以下内容添加到我的代码中（初始版本）：

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(float) * 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(float) * CHAR_BIT == 128, "Only support long double  => Exteneded Precision IEC 559 (IEEE 754)");
//  More asserts if required.
//  I noticed my current system has a sizeof(long double) => 128
//  But numeric_limits<long double>::digits  => 63
//  So we are not storing quad precision floats only extended.

如果我以二进制格式编写float / double / long double，可以在系统之间传输这些，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;
}

或者我是否需要将双重分解为整数组件以进行传输（如this answer所示）：

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

注意：对于不符合要求的平台（当我找到它们时）我愿意特殊情况下的代码，以便他们将IEEE-754读/写成本地表示。但我想知道bit / endian是否足够好定义跨平台以支持存储/传输。

Answer 1

位格式定义明确，但并非所有机器都是小端的。 IEEE标准也不要求浮点数是某个字节序。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");
}

在使用g ++ 3.4.5的旧的，未维护的Sun机器上，打印

1
40 45 00 00 00 00 00 00

在运行更新近g ++的x86_64机器上：

1
00 00 00 00 00 00 45 40

Answer 2

首先，您可能希望更改代码，以便正确检查类型大小......

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)");

问题是，IEEE-754不需要长两倍的128位长。根据编译器和平台的不同，此类型的长度可能会有所不同。但它确实指定了binary128，编译器可能支持也可能不支持它，具体取决于平台和实现（gcc具有非标准的__float128类型）。标准只要求long double至少精确到double，使其通常为80 bit（gcc）或64（VS）。

如果您将支持的表示限制为IEEE-754，则不应遇到任何问题。

Answer 3

要便携地读写IEEE 754，请使用这些例程。如果平台不是IEEE 754，您可能会丢失几个位，但是你仍然可以获得最接近的代表性。

https://github.com/MalcolmMcLean/ieee754

IEEE 754 / iec 559

3 个答案: