巨大的 printf float/double windows/linux 上的整数数字差异

Question

#include <float.h> 
#include <stdio.h> 

int main(int argc, char** argv) 
{ 
  printf("[0] %f\n", FLT_MAX); 
  printf("[1] %lf\n", FLT_MAX); 
  printf("[2] %Lf\n", FLT_MAX); // gcc warning: expects argument of type     ‘long double’ 
  printf("[3] %f\n", DBL_MAX); 
  printf("[4] %lf\n", DBL_MAX); 
  printf("[5] %Lf\n", DBL_MAX); // gcc warning: expects argument of type     ‘long double’ 

  //using C++ und std::numeric_limits<float/double>::max() gives same     results

  return 0; 
}

Linux: x64 lsb_release -d 打印 "Description: Ubuntu 15.04" gcc --version 打印 "gcc (Ubuntu 4.9.2-10ubuntu13) 4.9.2" ldd --version 打印 "ldd (Ubuntu GLIBC 2.21-0ubuntu4) 2.21"

[0] 340282346638528859811704183484516925440.000000 
[1] 340282346638528859811704183484516925440.000000 
[2] --> warning-line disabled 
[3] 179769313486231570814527423731704356798070567525844996598917476803157260780028538760589558632766878171540458953514382464234321326889464182768467546703537516986049910576551282076245490090389328944075868508455133942304583236903222948165808559332123348274797826204144723168738177180919299881250404026184124858368.000000 
[4] 179769313486231570814527423731704356798070567525844996598917476803157260780028538760589558632766878171540458953514382464234321326889464182768467546703537516986049910576551282076245490090389328944075868508455133942304583236903222948165808559332123348274797826204144723168738177180919299881250404026184124858368.000000 
[5] --> warning-line disabled

Windows 7 x64： VS2010（最新版本 10.0.40219.1 SP1Rel）Debug/Win32

[0] 340282346638528860000000000000000000000.000000 
[1] 340282346638528860000000000000000000000.000000 
[2] 340282346638528860000000000000000000000.000000
[3] 179769313486231570000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000.000000 
[4] 179769313486231570000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000.000000 
[5] 179769313486231570000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000.000000

FLT_MAX 的差异 VS2010：340282346638528860000000000000000000000.000000 GCC4.9.2: 340282346638528859811704183484516925440.000000

是 1.8829581651548307456e+20（不是那么小）- 使用双精度变得更大

更新：实际问题

有没有办法（只对代码做一点改动）在 Linux 和 Windows（以及其他）上获得相同的结果，或者我是否需要使用完全相同的实现在所有系统上？我害怕在我的 Windows/Linux/Linux-ARM/VxWorks/Solaris 平台上有自己的实现。

Answer 1

printf 函数在这些平台上的实现方式不同。

看这段代码：

#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("%lf\n", ((double)1e100)/3);
    return 0;
}

这个用 VC++ 编译的程序给出：

3333333333333333200000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000.000000

而使用 g++ 编译的同一程序给出：

3333333333333333224453896013722304246165110619355184909726539264904319486405759542029132894851563520.000000

Answer 2

平台之间的区别在于数字的打印方式，而不是数字本身。

您似乎误解了浮点数的工作原理。它们的准确性与它们的大小有关。幅度由数字的指数表示，值由其尾数表示。尾数的大小是固定的，对于 float 它是 23 位加上一个隐式位。转换为十进制，这意味着您可以准确表示大约七位有效的小数位。

FLT_MAX 大约是 3.40282346639e+38。下一个可以表示为 float 的较小数字约为 3.40282326356e+38。这是 2.02824096037e+31 的差异，比您的感知误差大十个数量级。

即使数字之间的明显差异似乎很大，但两个打印值都比 FLT_MAX 更接近于任何其他单精度浮点数并将文本表示重新转换为 ´浮动should yieldFLT_MAX`.

简而言之：printf 的两种实现都是有效的。

Answer 3

Is there a way (with only a small change of the code) to get the same result on Linux and Windows?

是的 - 主要是。

在 Windows 上使用 gcc。 "Windows" 当然，OP 指的是 Visual Stdio 编译器或相关产品。 gcc 在 Windows、Linux 和许多其他平台上可用，并且结果比 OP 的示例更一致。这确实是一个 编译器 问题，而不是 OS 问题。

使用base-2/16输出。

printf("%a\n", FLT_MAX);
// 0x1.fffffep+127  gcc 4.9.2
// 0x1.fffffep+127  VS 2010

使用精度有限的 "%.e"。 C 规范只为 float 指定了最小精度为 6 位，为 double 指定了 10 位精度，否则使用 FLT_DIG/DBL_DIG。

要修正 2/3 位指数，请参阅 and visual studio _set_output_format
请注意，"%.*e" 中的精度字段是前导数字后的位数，因此代码使用 -1.

    printf("%.*e\n", FLT_DIG - 1, FLT_MAX);
    // 3.40282e+38     gcc 4.9.2
    // 3.40282e+038    VS 2010

使用 "%.e" 更准确，但不过分。 FLT_DECIMAL_DIG/DBL_DECIMAL_DIG 是要打印的位数，以读回该值并以相同的 float 值结束。打印更多数字会导致 OP 的问题。考虑 double：注意 VS 在 OP 的 post 中打印到 17 个正确舍入的有效数字。如果在 VS 中定义，DBL_DECIMAL_DIG 将是 17。 VS 打印到 17 位数字以保留 "round-tripping" 个数字。通过指示 gcc 打印到 17 位有效数字，我们得到相同的结果。
```
#ifdef FLT_DECIMAL_DIG
  //  FLT_DECIMAL_DIG/DBL_DECIMAL_DIG typically not available in VS
  #define OP_FLT_Digs (FLT_DECIMAL_DIG)
  #define OP_DLB_Digs (DBL_DECIMAL_DIG)
#else  
  #define OP_FLT_Digs (FLT_DIG + 3)
  #define OP_DBL_Digs (DBL_DIG + 2)
#endif
printf("%.*e\n", OP_FLT_Digs - 1, FLT_MAX);
// 3.40282347e+38     gcc 4.9.2
// 3.40282347e+038    VS 2010
```
有关 "%.e" 的更多信息。由于角落情况，当扫描回数字将导致 next FP 数字时，不打印超过 FLT_DECIMAL_DIG/DBL_DECIMAL_DIG 有效数字是有价值的。本质上是一个双舍入问题 - 这个 post 有点深 - 所以没有细节。
当然，如果各种系统使用截然不同的 FP 格式，那么这一切都没有实际意义，long double 很有可能。精确的 FP 一致性很困难，但以上肯定有助于减少差异。

巨大的 printf float/double windows/linux 上的整数数字差异

huge printf float/double difference in integer digits on windows/linux

c

windows

floating-point

printf

gcc