c - 从编译器之间的 printf() 获得一致的输出

Question

我注意到 printf("%#g\n", 0.0) 在任何 gcc/clang 版本与 Windows 7 上的 Visual Studio 2019 (截至今天的最新版本)上提供不同的输出。

gcc/clang 给出 0.00000(总共 6 个数字，. 之后的 5 个)而 VS 给出 0.000000(总共 7 个，在。)。类似地，"%#.8g" 使用 gcc/clang 总共给出 8 位数字，而 VS 总共给出 9 位数字。

问题:

• 标准对此有何规定？编译器/标准库之一有问题吗？
• 我只在本地(Windows 7)的 VS 中看到这种行为，但在 Azure Pipelines(最近的 Windows Server)上看不到这种行为。哪些特定的编译器版本/标准库版本/操作系统会受到影响？
• 有没有办法在编译器之间获得一致的输出？

Answer 1

这是一个错误

您在 Visual Studio 中使用的 C 实现存在缺陷。以下引用来自 C 2018。相关文本在 2011 年和 1999 年标准中实际上是相同的(在 1999 年，不等式使用文本而不是使用“>”和“≥”的数学符号来描述)。

首先，在这种情况下，#表示将生成小数点字符，并且不会删除尾随零。它对删除尾随零之前应该产生的位数没有影响。 7.21.6.1 6 表示“……对于 a , A , e , E , f , F , g , 和 G转换， float 的转换结果总是包含一个小数点字符，即使它后面没有数字……对于 g和 G转换，尾随零不会从结果中删除……”这会使 g 的部分无效。说明“……除非 #如果使用标志，则从结果的小数部分中删除任何尾随零，如果没有剩余小数部分，则删除小数点字符。”

其次，对于零值，g 的规则格式说 f使用格式。这是因为 g 的规则(或 G )取决于 e 的指数格式将使用和要求的精度:

• 对于 e , 7.21.6.1 8 表示“……如果值为零，则指数为零。”
• 对于 g ，它说“......如果非零，让P等于精度，如果省略精度，则为6，如果精度为零，则为1......”所以P是6或8 %#g或 %#.8g问题中给出。
• 文本继续“…如果P> X ≥ -4，则转换为样式f (或 F )和精度 P - (X + 1)。”

所以 %#g 的转换或 %#.8g完成样式f分别使用精度 6−(0+1) = 5 或 8−(0+1) = 7。

第三，对于f , 7.21.6.1 8 说“A double表示 float 的参数以 [-]ddd.ddd 样式转换为十进制表示法，其中小数点字符后的位数等于精度规范……”因此，小数点后应分别打印 5 位或 7 位。

所以，对于 %#g , “0.00000”符合C标准，“0.000000”不符合。对于，%#.8g ，总共八位(小数点后七位)符合，九位(八位后)不符合。

既然你用visual-c++标记了这个，我会注意到C++标准采用了printf的C规范。 . C 2017 草案 N4659 20.2 说“C++ 标准库还提供了 C 标准库的功能，经过适当调整以确保静态类型安全。”

补偿错误

错误可能在C/C++库，而不是编译器，所以调整源代码使用#if测试微软宏_MSC_VER的值，例如，可能不是一个好的解决方案。 (特别是在编译之后，编译器可能会与以后的库一起运行。)

可以在程序启动期间测试库。定义后int PrecisionAdjustment;对于外部作用域，这段代码可以用来初始化它:

{
    /*  The following tests for a Microsoft bug in which a "%#g" conversion
        produces one more digit than the C standard specifies.  According to
        the standard, formatting zero with "%#.1g" should produce "0.", but
        Microsoft software has been observed to produce "0.0".  If the bug
        appears to be present, PrecisionAdjustment is set -1.  Otherwise,
        it is 0.  This can then be used to select which format string to
        use or to adjust a dynamic precision given with "*" such as:

            printf("%#.*g", 6+PrecisionAdjustment, value);
    */
    char buffer[4];
    snprintf(buffer, sizeof buffer, "%#.1g", 0.);
    PrecisionAdjustment = buffer[2] == '0' ? -1 : 0;
}

这假设我们在精度 6 和 8 中看到的相同错误存在于精度 1。如果不存在，则可以轻松进行适当的调整。