c++ - 微软的edX C ++课程：双重vs长双 - 为什么缺乏通用标准？

我在软件开发A.S.当地社区学院的学位课程。我想要超越我的大学课程（我觉得太简单了）。所以，我正在各处学习不同的语言和技术（在线）。

我决定在edX上学习微软的C ++课程。据他们说，双倍和长双倍的大小和范围相同（见下面的截图）。这与这些规格相矛盾：

https://en.wikipedia.org/wiki/C_data_types

起初，我认为微软打错了，但后来我发现了this post：

在x86架构上，大多数编译器都实现了long double   该硬件支持的80位扩展精度类型（有时   存储为12或16个字节以维护数据结构。

和

编译器也可以使用long double来获得128位四倍精度   格式，目前在软件中实现。

换句话说，是的，长双倍可能能够存储更大的范围   价值比双倍。但这完全取决于编译器。

所以，我认为，在大多数情况下（即，在大多数编译器实现中），Microsoft是错误的，但在某些情况下它们可能是正确的。

但后来我回顾了C ++ 11标准。它在这里说的是：

有三种浮点类型：float，double和long double。 double类型提供至少与float一样多的精度类型long double提供至少与double一样多的精度。该 float类型的值集是该组值的子集双重类型; double类型的值集是。的子集 long double类型的值集。

模糊，对吧？

所以，这是问题：C ++已经存在了很长时间。为什么这种东西还没有坚实的共同标准？它是故意为了灵活性 - 每个人都自己决定这些数据类型是什么。或者他们只是不能让每个人都参与其中？

谢谢。

截图： Microsoft C++ on edX

P.S。我仍然认为微软应该以不同的方式编写它：“Long Double与double或更多（最多......字节）相同的大小”。

根据它们，double和long double的大小和范围相同（请参见下面的屏幕截图）。这与这些规格相矛盾：

这里没有矛盾。如果您已仔细阅读 standard 和链接的文章，您会看到the C standard specifies the minimum possible ranges of types而不是它们的固定大小。另请注意，上面的Wiki链接适用于C，而不适用于C ++。它们是非常不同的语言。幸运的是，他们都同意类型的大小

这允许灵活性，因为C和C ++始终为可移植性而设计。其主要理念是“您不用为不使用的东西付费” ，因此编译器实现必须为每种特定架构选择最有效的解决方案。它们不能强制int始终为32位长。例如，在18位体系结构上，int将具有18位而不是笨拙的32位大小，并且如果int被定义为a，则16位CPU不必浪费支持32位int的周期。 16位类型

这就是为什么C和C ++允许带符号整数类型使用1的补码和符号幅度而不是2的补码。浮点类型也没有强制具有固定大小或为二进制，因此实现可以使用十进制浮点类型。实际上，甚至不需要IEEE-754，因为有些计算机使用其他浮点格式。参见Do any real-world CPUs not use IEEE 754?

因此，阅读ISO/IEC 9899:201x C++ standard，第5.2.4.2.1节（整数类型<limits.h>的大小），我们知道：

以下给出的值应由适合#if预处理指令中使用的常量表达式代替。 […] 其实现定义的值的大小（绝对值）应等于或大于所示的值，并带有相同的符号

与INT_MAX对应的值为32767，这意味着INT_MAX >= 32767在任何符合要求的实现中。第5.2.4.2.2节（浮点类型<float.h>的特征）中的浮点类型也是如此

您在标准中阅读的内容

precisionOf（float）⩽precisionOf（double）⩽precisionOf（long double）和
setOfValues（float）⊂setOfValues（double）⊂setOfValues（long double）

非常清楚，一点也不模糊。实际上，您只能保证拥有

CHAR_BIT⩾8
sizeof（char）⩽sizeof（short）⩽sizeof（int）⩽sizeof（long）⩽sizeof（long long）
sizeof（float）⩽sizeof（double）⩽sizeof（long double）
FLT_DECIMAL_DIG⩾6
LDBL_DECIMAL_DIG⩾DBL_DECIMAL_DIG⩾10

因此，允许double与long double具有相同的大小和精度。实际上，在非x86平台上它们通常具有相同的类型是因为它们没有像x86这样的extended precision type。最近，许多实现已将long double的软件转换为基于软件的IEEE-754 quadruple-precision，但是当然会慢很多

由于long double的格式很多，因此还有许多选择long double大小的选项，例如当人们不需要额外的精度或不希望软件实现。例如

GCC for x86有-mlong-double-64/80/128取决于您要使用64位（即与double相同），80位（扩展精度）还是128位（四精度） long double。同样，如果您想以25％的内存使用量来交换速度，则有-m96/128bit-long-double选项
GCC for PowerPC具有-mabi=ibmlongdouble/ieeelongdouble的{{3}}实现或标准的四精度格式，其范围更广，精度稍好，但速度慢得多。

C ++已经存在很长时间了。为什么这类材料仍然没有统一的通用标准？为了灵活起见，是否有意为之？每个人自己决定这些数据类型将是什么

正如我在上面所说的，正是出于灵活性的考虑这是故意的。当您不需要高于double的精度时，就不必为性能和内存使用的损失付费。标准委员会关心那里的每一种可能的体系结构，包括一些可能死掉的体系结构¹

实际上，当FLT_EVAL_METHOD = 2时，允许更高的long double有时会导致意外的结果，因为float和double运算也以较高的精度完成，因此在不同点的相同表达可能会有不同的结果。此外，无法向量化奇数扩展精度long double数学²会导致更差的性能。因此，即使在x86 MS的cl.exe编译器中，也完全禁止使用80位长的double

另请参见

¹参见

²参见

微软的edX C ++课程：双重vs长双 - 为什么缺乏通用标准？

1 个答案: