编译器使用的双精度表示的明确规范

Question

我最近遇到了一个问题，即visual-c++似乎不符合IEEE 754，而是使用subnormal representation。也就是说，其中的双精度浮点数通常不表示1个符号位，11个指数位和52个显式存储的有效十进制位，请参见下文。

由于gcc和clang是兼容的，因此非常需要一致的跨平台行为，我想知道是否有可能强制visual-c++使用正常表示。另外，使gcc和clang使用次正规表示当然也可以解决问题。

可以使用以下代码在visual-c++，gcc和clang中重现不同的双重表示形式的问题：

#include <iostream>
#include <string>

int main()
{
    try {
        std::stod("8.0975711886543594e-324");
        std::cout << "Subnormal representation.";
    } catch (std::exception& e) {
        std::cout << "Normal representation.";
    }
    return 0;
}

在所有三种情况下，表示规范是否都能产生一致的行为？

编辑：正如geza所指出的那样，在std::stod的不同实现中这似乎是一个问题，这将使人们产生疑问，是否有任何方法可以制作{ {1}}的行为始终如一，而无需为其实现单独的包装。

Answer 1

不幸的是，std::stod的设计很糟糕，因为无法确定是什么原因导致了std::out_of_range异常。

我建议您改用strtod。虽然标准中未指定此函数对次标准数字应执行的操作，但通常对于次标准数字表现良好（这意味着它将返回次标准数字）。此功能的好处是，对于超出范围的情况，它可以返回有意义的结果，因此可以确定超出范围的原因。

如果要处理超出范围的情况，则需要检查errno中是否有ERANGE。请注意，如果得出的结果是一个非标准数/零数，则errno可能会设置为ERANGE，您应该忽略该值（可以使用fpclassify进行检查）。

所以逻辑是这样的：

double r = strtod(string, &end);
// here, check for end to know about invalid strings

if (errno==ERANGE) { // out-of-range (overflow, underflow)
    int c = fpclassify(r);
    if (c!=FP_SUBNORMAL&&c!=FP_ZERO) { // let's filter out underflow cases
        // "real" out of range handling here, just overflow
    }
}