使C语言浮点字面量变为float类型（而非double类型）

Question

众所周知，在C语言中，浮点字面值（例如1.23）的类型为double。因此，任何涉及它们的计算都会被提升为双精度。

我正在开发一个嵌入式实时系统，其浮点单元仅支持单精度（float）数字。我的所有变量都是float，这种精度已经足够。我根本不需要（也无法承受）double。但每次类似以下代码的操作：

if (x < 2.5) ...

写代码时，如果出现灾难性的情况：程序运行速度会减慢两个数量级。当然，直接的解决方案就是编写

if (x < 2.5f) ...

但这很容易被忽视（直到晚期才难以检测），特别是当一个“配置”值在一个不够有纪律性的（或者刚入门的）开发人员所编辑的单独文件中被 #define 时。

那么，有没有一种方法可以强制编译器将所有（浮点数）字面量都视为 float 类型，就好像加了后缀 f 一样？即使违反规范，我也不在乎。或者其他解决方法？顺便提一下，编译器是 gcc。

- Zeus

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有一个叫做“-Wdouble-promotion”的选项，它至少会给你警告。结合使用“-Wfloat-conversion”应该可以提供相当好的覆盖率。 - Brett Hale

这并不是直接回答你的问题，但编写一个脚本来插入FP字面量中缺失的任何 f 并不难。 - Xophmeister

这个有用吗：https://dev59.com/KYHba4cB1Zd3GeqPQ2zT？ - Rahul Tripathi

一些用于嵌入式系统的编译器将double类型映射为float类型，并仅在选项启用下才启用双精度。我不知道GCC是否存在类似的情况。 - phuclv

@BrettHale 的评论值得成为一个合适的回答。我认为在这种情况下获得警告比其他一些编译器选项更加有效，因为它允许程序员编写与标准不兼容的代码。 - user694733

Answer 1

-fsingle-precision-constant标志可以使用。即使不精确，它也会导致浮点常数以单精度加载。

注意-这也会在双精度变量的操作中使用单精度常量。

- ameyCU

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谢谢！我不知道有这个标志。这完美地回答了我的问题 - 即使，正如其他人建议的那样，生成警告可能更明智。 - Zeus

我会明智地使用这个选项！考虑一个新的开发者，只需键入 x < 2.5，一切都会没问题。他很可能会错过那个能救他一命的特定编译器选项 :-）。当他收到警告信息时（使用 -Wdouble-promotion、-Wfloat-conversion），并且您使用 -Werror 将所有警告转换为错误时，他可能不会直接提交代码，并且可能会想要了解更多。但是，仅出于发布质量的考虑，您可能希望安全起见，使用特定选项（-fsingle-precision-constant）进行编译。请注意，这只是一条注释。 - math

Answer 2

请使用警告替代： -Wdouble-promotion 警告隐式的浮点数到双精度转换，就像你的例子一样。 -Wfloat-conversion 将会警告可能仍然将双精度赋值给浮点数的情况。

这是比强制将双精度值转换为最接近的浮点值更好的解决方案。您的浮点代码仍然符合标准，如果一个双精度值保存了一个正值，例如小于 FLT_DENORM_MIN（假设是IEEE-754）或大于FLT_MAX，您不会遇到任何问题。

- Brett Hale

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总的来说，你是正确的。但在我的具体情况下，“-fsingle-precision-constant”效果更好。首先，我的GCC版本（4.4.7）根本没有这两个选项。其次，我没有任何棘手的常量（除了NaN），而且所有的计算都必须是“float”类型（这就是整个问题的关键）。最后，提供的芯片库生成了如此多的警告（其中大部分都是显式的！），以至于有用的警告经常被埋在堆中……正如我所说，我对严格的合规性并不是很关心。 - Zeus

我也认为仅使用命令开关来隐藏源代码中存在的问题是危险的。要考虑到您的代码可能会在五年后被他人使用，而此时使用的是编译器的新版本，可能没有这个很好的开关。最好的选择是修复源代码中的问题，而不是隐藏它们。至于所有这些警告......在编译生产代码时，应将警告视为错误。 -Werror :-) - Chrissi

强制自己在每个数字字面量的结尾写入“f”并不聪明。 - 12Me21

@12Me21：看一下float fn(float x) { return (x * 1.2); }和(1.2f)的汇编输出-表达式被强制评估为double，然后转换回float。这不是“聪明”的问题。 - Brett Hale

哦，我的意思是，我觉得-fsingle-precision-constant在这里是更好的解决方案。同样的结果，更少的努力。 - 12Me21

@12Me21，强制自己在每个整数后面写上“.0”以确保它是浮点数而不是整数并没有什么聪明之处。这只是ANSI-C的工作方式，反对它有点像在与风车斗争。如果我可以写“.0”，那么接受“.0f”也不需要更多的努力。 - Kenn Sebesta

Answer 3

您可以在使用常量的任何地方将其转换为(float)，优化器应该会做好工作。这是一种便携式的解决方案。

#define LIMIT 2.5

if (x < (float)LIMIT) ...

- user1196549

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或者将它们转换为定义中的形式，例如 #define foo ((float) 1.234)。 - CuriousRabbit

@CuriousRabbit：这并没有解决“缺乏纪律（或者只是新手）开发者”的问题。 - user1196549

Answer 4

"-Wunsuffixed-float-constants标志也可以使用，可能与上面接受的答案中的一些其他选项组合使用。但是，这可能无法捕获系统头文件中的未加后缀的常量。需要使用-Wsystem-headers来捕获那些常量。可能会生成很多警告..."

- delsauce