Question

我正在使用一个应用程序，该应用程序使用std::stringstream从文本文件中读取由double s分隔的空格矩阵。该应用程序使用的代码有点像：

std::ifstream file {"data.dat"};
const auto header = read_header(file);
const auto num_columns = header.size();
std::string line;
while (std::getline(file, line)) {
    std::istringstream ss {line}; 
    double val;
    std::size_t tokens {0};
    while (ss >> val) {
        // do stuff
        ++tokens;
    }
    if (tokens < num_columns) throw std::runtime_error {"Bad data matrix..."};
}

相当标准的东西。我为每条数据线使用以下方法，勤奋地编写了一些代码来制作数据矩阵（data.dat）：

void write_line(const std::vector<double>& data, std::ostream& out)
{
    std::copy(std::cbegin(data), std::prev(std::cend(data)),
              std::ostream_iterator<T> {out, " "});
    out << data.back() << '\n';
}

即使用std::ostream。但是，我发现应用程序无法使用此方法读取我的数据文件（引发上面的异常），尤其是它无法读取7.0552574226130007e-321。

我写了下面的最小测试用例来说明行为：

// iostream_test.cpp

#include <iostream>
#include <string>
#include <sstream>

int main()
{
    constexpr double x {1e-320};
    std::ostringstream oss {};
    oss << x;
    const auto str_x = oss.str();
    std::istringstream iss {str_x};
    double y;
    if (iss >> y) {
        std::cout << y << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Nope" << std::endl;
    }
}

我在LLVM 10.0.0（clang-1000.11.45.2）上测试了此代码：

$ clang++ --version
Apple LLVM version 10.0.0 (clang-1000.11.45.2)
Target: x86_64-apple-darwin17.7.0 
$ clang++ -std=c++14 -o iostream_test iostream_test.cpp
$ ./iostream_test
Nope

我还尝试使用Clang 6.0.1、6.0.0、5.0.1、5.0.0、4.0.1和4.0.0进行编译，但结果相同。

使用GCC 8.2.0进行编译，代码按我期望的那样工作：

$ g++-8 -std=c++14 -o iostream_test iostream_test.cpp
$ ./iostream_test.cpp
9.99989e-321

为什么Clang和GCC有区别？这是一个clang错误吗？如果不是，那么应该如何使用C ++流编写可移植的浮点IO？

Answer 1

我相信clang在这里是合规的，如果我们阅读std::stod throws out_of_range error for a string that should be valid的回答，它说：

C ++标准允许将字符串转换为double，以报告下溢，即使结果在可表示的范围内也是如此。

7.63918•10 ^-313在double的范围内，但在次标准范围内。 C ++标准说stod调用strtod，然后根据C标准定义strtod。 C标准表示strtod可能会下溢，并说：“如果数学结果的大小如此之小，以至于在没有特殊舍入误差的情况下，无法在指定对象中表示数学结果，则结果会下溢。这很尴尬，但它指的是遇到次标准值时发生的舍入错误。（低于标准值的相对误差要比正常值大，因此，其四舍五入误差可以说是非常大的。）

因此，C ++标准允许C ++实现对次标准值进行下溢，即使它们是可表示的。

我们可以确认我们依赖strtod from [facet.num.get.virtuals]p3.3.4：

对于双精度值，该函数为strtod。

我们可以使用这个小程序（实时观看）对此进行测试：

void check(const char* p) 
{
  std::string str{p};

    printf( "errno before: %d\n", errno ) ;
    double val = std::strtod(str.c_str(), nullptr);
    printf( "val: %g\n", val ) ;
    printf( "errno after: %d\n", errno ) ;
    printf( "ERANGE value: %d\n", ERANGE ) ;

}

int main()
{
 check("9.99989e-321") ;
}

结果如下：

errno before: 0
val: 9.99989e-321
errno after: 34
ERANGE value: 34

7.22.1.3p10中的

C11告诉我们：

这些函数返回转换后的值（如果有）。如果无法执行转换，则返回零。如果正确的值溢出并且默认舍入有效（7.12.1），则返回加号或减号HUGE_VAL，HUGE_VALF或HUGE_VALL（根据返回类型和值的符号），并存储宏ERANGE的值在errno。 如果结果下溢（7.12.1），则函数返回的值的大小不大于返回类型中最小的标准化正数； errno是否获得ERANGE的值是实现定义的。

POSIX使用that convention：

[ERANGE]
要返回的值将导致上溢或下溢。

我们可以通过fpclassify（see it live）来验证它是否是次正规的。

为什么Clang std :: ostream编写了一个std :: istream无法读取的双精度字？

1 个答案: