IEEE 754/iec 559

Question

IEEE 754浮点格式是跨平台定义的吗？在位格式和endianness方面？

我愿意在我的代码中添加以下内容(作为初始版本)：

static_assert(std::numeric_limits<float>::is_iec559, "Only support IEC 559 (IEEE 754) float");
static_assert(sizeof(float) * CHAR_BIT == 32, "Only support float => Single Precision IEC 559 (IEEE 754)");

static_assert(std::numeric_limits<double>::is_iec559, "Only support IEC 559 (IEEE 754) double");
static_assert(sizeof(float) * CHAR_BIT == 64, "Only support double => Double Precision IEC 559 (IEEE 754)");

static_assert(std::numeric_limits<long double>::is_iec559, "Only support IEC 559 (IEEE 754) long double");
static_assert(sizeof(float) * CHAR_BIT == 128, "Only support long double  => Exteneded Precision IEC 559 (IEEE 754)");
//  More asserts if required.
//  I noticed my current system has a sizeof(long double) => 128
//  But numeric_limits<long double>::digits  => 63
//  So we are not storing quad precision floats only extended.

如果我写我的浮点/双/长双二进制格式，这些可以在系统之间传输，而无需进一步解释。伊..。

void write(std::ostream& stream, double value)
{
     stream.write(reinterpret_cast<char const*>(&value), 8);
}

....

double read(std::istream& stream)
{
     double   value;
     stream.read(reinterpret_cast<char*>(&value), 8);
     return value;
}

还是我需要将整型组件分解为整数组件进行传输(正如this answer所建议的那样)：

这里的区别是，我愿意将我支持的表示限制在IEEE-754上，这基本上解决了浮点值的二进制存储问题，还是需要采取进一步的步骤？

注意:对于不符合标准的平台(当我发现它们时)，我愿意为代码设置特例，以便它们将IEEE-754读入本地表示。但是我想知道bit/endian是否有足够好的定义好的跨平台来支持存储/传输。

Answer 1

位格式是很好的定义，但并不是所有的机器都是小终端.IEEE标准也不要求浮点数是特定的端点.您可以运行以下程序来查看double 42.0的字节模式

#include <stdio.h>
#include <numeric>
#include <limits>
using namespace std;

int main() {
  double d = 42;
  printf("%i\n", std::numeric_limits<double>::is_iec559);
  for (char *c = (char *)&d; c != (char *)(&d+1); c++) {
    printf("%02hhx ", *c);
  }
  printf("\n");
}

在一台使用g++ 3.4.5的未维护的旧Sun机器上，这将打印

1
40 45 00 00 00 00 00 00

在运行一个更新的g++的g++机器上：

1
00 00 00 00 00 00 45 40

Answer 2

首先，您可能需要更改代码，以便它正确地检查类型大小.

static_assert(std::numeric_limits<float>::is_iec559, "Only support IEC 559 (IEEE 754) float");
static_assert(sizeof(float) * CHAR_BIT == 32, "Only support float => Single Precision IEC 559 (IEEE 754)");

static_assert(std::numeric_limits<double>::is_iec559, "Only support IEC 559 (IEEE 754) double");
static_assert(sizeof(double) * CHAR_BIT == 64, "Only support double => Double Precision IEC 559 (IEEE 754)");

static_assert(std::numeric_limits<long double>::is_iec559, "Only support IEC 559 (IEEE 754) long double");
static_assert(sizeof(long double) * CHAR_BIT == 128, "Only support long double  => Exteneded Precision IEC 559 (IEEE 754)");

问题是，IEEE-754不需要长双128位长.根据编译器和平台的不同，这种类型的长度可能会有所不同。但是，它指定了binary128，编译器可能支持，也可能不支持，具体取决于平台和实现(gcc有一个非标准的__float128类型)。标准只要求长倍至少和双倍一样精确，通常是80位长(gcc)或64 (VS)。

如果将受支持的表示限制为IEEE-754，则不应遇到任何问题。

Answer 3

若要读写IEEE 754可移植，请使用这些例程。如果平台不是IEEE 754，您可能会丢失几个比特，但仍然会得到最接近的表示。

https://github.com/MalcolmMcLean/ieee754