将INT_MAX转换为float然后再返回整数。

时间:2014-05-02 04:32:34

标签: c type-conversion integer-overflow

在C编程中,我发现了一个奇怪的问题,这反驳了我的直觉。当我将integer声明为INT_MAX2147483647,在limits.h中定义)并隐式将其转换为float值时,它可以正常工作,即float值与最大整数相同。然后,我将浮动转换回整数,发生了一些有趣的事情。新integer成为最小整数(-2147483648) 源代码如下所示:

int a = INT_MAX;
float b = a; // b is correct
int a_new = b; // a_new becomes INT_MIN

我不确定将浮点数b转换为整数a_new时会发生什么。那么,有没有合理的解决方案来找到可以在integerfloat类型之间切换回来的最大值?

PS:INT_MAX - 100的值正常,但这只是一个随意的解决方法。

1 个答案:

答案 0 :(得分:12)

这个答案假设float是编码为32位的IEEE-754单精度浮点数,int是32位。有关IEEE-754的更多信息,请参阅this Wikipedia article


浮点数仅具有24位精度,而int为32位。因此,0到16777215之间的int值具有精确表示为浮点数,但是大于16777215的数字不一定具有精确表示为浮点数。以下代码演示了这一事实(在使用IEEE-754的系统上)。

for ( int a = 16777210; a < 16777224; a++ )
{
    float b = a;
    int c = b;
    printf( "a=%d c=%d b=0x%08x\n", a, c, *((int*)&b) );
}

预期输出

a=16777210 c=16777210 b=0x4b7ffffa
a=16777211 c=16777211 b=0x4b7ffffb
a=16777212 c=16777212 b=0x4b7ffffc
a=16777213 c=16777213 b=0x4b7ffffd
a=16777214 c=16777214 b=0x4b7ffffe
a=16777215 c=16777215 b=0x4b7fffff
a=16777216 c=16777216 b=0x4b800000
a=16777217 c=16777216 b=0x4b800000
a=16777218 c=16777218 b=0x4b800001
a=16777219 c=16777220 b=0x4b800002
a=16777220 c=16777220 b=0x4b800002
a=16777221 c=16777220 b=0x4b800002
a=16777222 c=16777222 b=0x4b800003
a=16777223 c=16777224 b=0x4b800004

这里感兴趣的是float值0x4b800002用于表示三个int值16777219,16777220和16777221,从而将16777219转换为float并返回到int未保留int的确切值。


最接近INT_MAX的两个浮点值是2147483520和2147483648,可以使用此代码演示

for ( int a = 2147483520; a < 2147483647; a++ )
{
    float b = a;
    int c = b;
    printf( "a=%d c=%d b=0x%08x\n", a, c, *((int*)&b) );
}

输出的有趣部分是

a=2147483520 c=2147483520 b=0x4effffff
a=2147483521 c=2147483520 b=0x4effffff
...
a=2147483582 c=2147483520 b=0x4effffff
a=2147483583 c=2147483520 b=0x4effffff
a=2147483584 c=-2147483648 b=0x4f000000
a=2147483585 c=-2147483648 b=0x4f000000
...
a=2147483645 c=-2147483648 b=0x4f000000
a=2147483646 c=-2147483648 b=0x4f000000

请注意,从2147483584到2147483647的所有32位int值都将向上舍入为float值2147483648.将向下舍入的最大int值为2147483583,与32位系统上的(INT_MAX - 64)相同。

因此可以得出结论,(INT_MAX - 64)以下的数字会安全地从int转换为float并返回int。但这仅适用于int的大小为32位且每个IEEE-754编码float的系统。