c - 使用 float 和比较作为错误代码是否可移植？

Question

我计划使用特殊的浮点值从一个函数中返回错误代码，例如 99.75f，它在 IEEE-754 中是可表示的:

float myFunction(void)
{
    /* Do some stuff */
    if(error) return 99.75f;
}

然后像这样检查值:

float result = myFunction();
if(result == 99.75f) printf("Error !");

假设我的编译器符合 C90 或 C99 标准，这个解决方案是否可移植？它适用于任何平台吗？或者编译器是否允许执行一些魔术或一些优化，将 float 转换为 double 、更改其表示形式等，这会破坏相等性检查吗？

著名的What Every Computer Scientist Should Know About Floating-Point Arithmetic似乎没有涵盖这种情况(特定于 C)。与 FLT_EPSILON 或 ULP 进行比较是无关紧要的，因为我确实想检查 float 的表示...

Answer 1

C 标准对浮点行为的保证不多。它确实说:

All floating constants of the same source form shall convert to the same internal format with the same value.

这意味着 99.75f 将产生相同的值，无论它出现在程序中的任何位置。它不保证 99.750f 会转换为相同的值，因此您必须确保每次出现时都使用完全相同的源文本。它也不保证其他源文本(例如 99.76f)不会转换为相同的值。因此，您需要确保您使用的特殊值与计算中出现的任何值完全分开。

C 标准不保证浮点系统的基数是 2 或 10。因此，仅依靠标准，您不能确定 99.75 是否可表示。当然，您不太可能遇到使用基数 3 的实现。

C 标准允许实现以额外的范围和精度计算表达式。然而，一旦 99.75f 被转换为 float ，仅仅给它额外的范围和精度不会改变它。 +、-、*、/ 和库例程等操作可能会产生近似结果，但大概, 你不是在这个值上操作。

C 标准似乎暗示只有一个基数将用于浮点类型，至少对于普通类型，因为它只定义了 FLT_RADIX 来报告用于 float 的基数-point 系统，但定义了 FLT_MANT_DIG 和 DBL_MANT_DIG 来报告 float 和 double 的有效位数中使用的位数.因此，您不必担心 99.75 在从 float 转换为 double 或扩展精度时会发生变化。它应该只用相同基数中的更多数字表示，而不是转换为新的基数，因此额外的数字将为零。 (当然，缩小转换可能会改变它，因此您可能希望根据 float 定义特殊值，这样它只会变得更宽。)

总的来说，我希望你在这方面相当安全。然而，它不一定是好的设计。当然，特殊值应该只在源文本中指定一次，方法是使用预处理器宏或定义为常量值的标识符。