当值溢出时将浮点类型转换为无符号整数类型会发生什么？

Question

我想知道在 C 中从浮点类型转换为无符号整数类型时会发生什么情况，因为所讨论的整数类型无法准确表示值。以

为例

func (void)
{
float a = 1E10;
unsigned b = a;
}

我得到的b的值在我的系统上（unsigned在我的系统上能够表示从0到2³²-1的值) 是 1410065408。这对我来说似乎很明智，因为它只是转换结果的最低位。

我相信标准未定义此类操作的行为。我错了吗？如果我这样做，在实践中我能期待什么？

此外，签名类型会怎样？如果 b 是 int 类型，我会得到 -2147483648，这对我来说没有意义。

Answer 1

在这两种情况下，值都超出范围，因此是未定义的行为。

6.3.1.4 Real floating and integer

When a finite value of real floating type is converted to an integer type other than _Bool, the fractional part is discarded (i.e., the value is truncated toward zero). If the value of the integral part cannot be represented by the integer type, the behavior is undefined. ⁶¹⁾

_{61) The remaindering operation performed when a value of integer type is converted to unsigned type
need not be performed when a value of real floating type is converted to unsigned type. Thus, the
range of portable real floating values is (−1, Utype_MAX+1).}

为了制作这个定义明确的代码，您应该在进行转换之前检查该值是否在可能的范围内。

Answer 2

What happens when casting floating point types to unsigned integer types when the value would overflow (?)

未定义的行为 (UB)

另外很好回答，防止未定义行为超出范围float到unsigned代码可以先测试一下float 值。

然而，对于无符号类型，尤其是有符号类型，范围测试很棘手。细节是整数转换之前的所有转换和常量必须精确。接近极限的 FP 数学也需要精确。

示例：

转换为 32 位无符号有效范围为 -0.999... 到 4294967295.999....

转换为带符号的 32 位 2 的补码的有效范围为 -2147483648.999... 到 2147483647.999....

// code uses FP constants that are exact powers-of-2 to insure their exact encoding.

// Form a FP constant that is exactly UINT_MAX + 1
#define FLT_UINT_MAX_P1 ((UINT_MAX/2 + 1)*2.0f)

bool convert_float_to_unsigned(unsigned *u, float f) {
  if (f > -1.0f && f < FLT_UINT_MAX_P1) {
    *u = (unsigned) f;
    return true;
  }
  return false;  // out of range
}


#define FLT_INT_MAX_P1 ((INT_MAX/2 + 1)*2.0f)
bool convert_float_to_int(int *i, float f) {
  #if INT_MIN == -INT_MAX
  // Rare non 2's complement integer
  if (fabsf(f) < FLT_INT_MAX_P1) {
    *i = (int) f;
    return true;
  }
  #else
  // Do not use f + 1 > INT_MIN as it may incur rounding
  // Do not use f > INT_MIN - 1.0f as it may incur rounding
  // f - INT_MIN is expected to be exact for values near the limit
  if (f - INT_MIN > -1 && f < FLT_INT_MAX_P1) {
    *i = (int) f;
    return true;
  }
  #endif 
  return false;  // out of range
}

迂腐的代码将采取额外的步骤来应对罕见的 FLT_RADIX 10。

FLT_EVAL_METHOD，允许以更高的精度计算 float 数学，可能会发挥作用，但到目前为止我没有看到它对上述解决方案产生负面影响。

当值溢出时将浮点类型转换为无符号整数类型会发生什么？

What happens when casting floating point types to unsigned integer types when the value would overflow?

c

floating-point

unsigned

casting

overflow

6.3.1.4 Real floating and integer