C 中从 Float 到 Int 的类型转换导致数字大不相同，为啥？

Posted 2023-04-14

【中文标题】C 中从 Float 到 Int 的类型转换导致数字大不相同，为啥？

【英文标题】：Type-Casting in C from Float to Int results in wildly different number, why?C 中从 Float 到 Int 的类型转换导致数字大不相同，为什么？

【发布时间】：2020-07-27 20:05:49

【问题描述】：

输入：

#include <stdio.h>
    #include <math.h>
    
    int main(void)
    
        printf("%i", (int)pow(10,10));
        
        return 0;
    

输出：

-2147483648

由于某种原因，pow() 在我运行它时会产生 double 而不是 int（我使用的是 Pow()，因为由于某种原因，指数没有编码到 C 中）。有什么原因吗？

【问题讨论】：

你知道int可以存储的最大数量是多少吗？

你的目标是什么？您可以在 printf 中使用 .0 格式而不是强制转换吗？

【参考方案1】：

对(int)pow(...) 的强制转换是将double 值转换为整数类型。 double 是 C 中可用的真正浮点类型之一。

关于将浮点类型转换为整数的规则可以在in C11 draft 6.3.1.4p4 找到，但是cppreference real floatinf-integer conversion 上有更简单的版本：

任何实浮点类型的有限值都可以隐式转换 到任何整数类型。除非上面的布尔转换涵盖， 规则是：

The fractional part is discarded (truncated towards zero). 

如果结果值可以由目标类型表示，则使用该值 否则，行为未定义

假设您有一个健全的平台，您的 sizeof(int) 是 4 和 INT_MAX=2147483647。 pow(10, 10) 的结果是 (double)10000000000.0，它的小数部分无法在目标整数类型 (int) 中表示。你的代码行为就是undefined。

【参考方案2】：

4 字节整数可以容纳的最大值范围为 -2,147,483,648 到 2,147,483,647。 10^10 的结果是 10,000,000,000，超出了限制，转换溢出，产生了意想不到的结果。就是这样。

【讨论】：

and the integer overflows 呈现的代码中没有溢出。

@Rohan Bari 谢谢！我完全忘记了对变量的大小限制

不，没有“溢出”。 “溢出”是什么操作？在什么意义上？

@KamilCuk：10,000,000,000 到int 的转换溢出。 C 标准没有为“溢出”定义专门的 C 含义，因此这只是指不适合目标格式的结果的普通用法。 C 2018 6.3.1.4 1 讨论了浮点到整数的转换，并说“如果整数部分的值不能用整数类型表示，则行为未定义。”

@RohanBari：转换的行为不是由 C 标准定义的，但我们观察到的结果 -2,147,483,648 也不是“意外的”。虽然我们不能依赖它，因为没有一些规范说这将是结果，但这是一个常见的、并不令人惊讶或完全出乎意料的结果。例如，英特尔指令通常会为浮点到整数的转换生成这个。