int *和float *类型的区别是什么？

Question

给定以下代码片段：

int *iptr;
float *fptr;
float fval;
fval = 0.0;
fptr = &fval;
iptr = fptr;
printf("%d \n", *iptr);
fval = 1.0;
printf("%d \n", *iptr);

输出结果为：

0
1065353216

为什么第一个打印语句至少近似于与*iptr相关的值(0.0)，而第二个打印语句不是呢？这与浮点数和整数在内存中的表示方式有关。

- David Smith

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Try printf("%d", fval); - 0xF1

阅读有关浮点数表示的内容，然后你就会理解。 - RedX

一个很好的浮点数表示初学者参考资料可以在这里找到：http://floating-point-gui.de。 - Richard J. Ross III

Answer 1

当你写下printf("%d \n", *iptr);时，你要求printf将iptr指向的值解释为整数。

恰好，0的float版本由int版本的相同位表示。特别地，这些位都是0。

然而，任意一个浮点数，如1.0，将具有不同的位表示（由IEEE标准定义），当解释为int时将没有多少意义。

本维基百科文章解释了浮点数如何以位表示。

- merlin2011

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@merlin2011：这里严格别名不是问题吗？（例如，在这里：https://dev59.com/43VD5IYBdhLWcg3wE3Ro，“基本上，如果您有一个int*和float*，它们不允许指向同一内存位置。如果您的代码不遵守此规则，则编译器的优化器很可能会破坏您的代码。” - user2793162

@dmcr_code 当然是这样的。这就是为什么我添加了自己的答案。 - ajay

@ajay：是的，我认为必须提到；（不幸的是）C语言有许多“恶心”的细节需要了解（我最近也接触了一些，比如这个问题，或者有符号/无符号混合等）。 - user2793162

@dmcr_code 编写安全、符合标准的 C 代码远非易事，需要认真努力。我自己也是在艰难的学习中。 - ajay

@ajay：标准合规性是我到目前为止还没有“考虑”过的事情，我通常尝试用我学到的东西（例如使用书籍）来编写代码，而不是重新发明轮子并避免一些神秘的表达方式等等。同时，我会注意像这样的陷阱。 - user2793162

@ajay，感谢您补充了自己的答案。严格别名确实是一个问题，但当我看到这个问题时，这不是我首先想到的事情。 :) - merlin2011

Answer 2

语句iptr = fptr;会引发未定义行为。

因此，猜测结果没有多大意义。

- Bathsheba

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为什么会出现“未定义行为”？ - 0xF1

因为你实际上是将一个强制转换为不相关的指针类型。 - Bathsheba

@Bathsheba，您能引用标准中相关的部分来解释一下吗？ - ajay

我现在在咖啡店，无法操作。但这有点像执行(int*)(void*)(float*)&fval，我们都知道这是未定义行为。 - Bathsheba

Answer 3

@merlin已经很好地、清楚地解释了您代码的输出。然而，还有更多需要补充的内容，我在这里加上。您的代码违反了严格别名规则，并调用了未定义的行为。严格别名规则意味着不同的指针类型不应该指向同一内存位置。

iptr = fptr;

iptr 是 int * 类型，fptr 是 float * 类型。这个语句将 fptr 赋值给了 iptr，它们是不同的类型，这意味着它们现在都指向了 fval。这违反了严格别名规则。这会导致未定义行为，意味着无法预测的行为。标准对实现处理这种情况没有任何要求。简而言之，应避免导致未定义行为的代码。

- ajay

Answer 4

这是一种未定义的行为：iptr = fptr;。你不能将一个浮点数打印成整数，浮点数以IEEE754格式存储。

你需要尝试这个：

printf("%d", fval);

- user3414693

Answer 5

一个零浮点数由零组成。任何其他数字不仅是数字，而且还有指数和尾数 - 当然，它们都不只是你的数字。

- ThiefMaster

Answer 6

浮点数以IEEE754格式存储，其中像1.0这样的数字的值与1有很大不同（它被偏移以允许负数和指数）。您不能将浮点数打印为整数并使结果类似于分配给浮点数的数字。

- ntremble