为什么GCC会警告这种隐式转换？

Question

GCC警告我以下代码段包含可能会改变值的隐式转换：

#include <stdlib.h>
float square = rand();

然而，以下代码并未产生任何警告：

float square = 100;

GCC 给出的警告如下：

tests/ChemTests.cpp:17:23: error: conversion to ‘float’ from ‘int’ may alter its value

我不明白为什么第一行会给出一个警告，因为rand（）已经被正确声明并返回一个int，就像100整数字面量一样。

为什么第一行会给出编译器警告而第二行却不会，即使两者都有从int到float的隐式转换？

- lindelof

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我发现除非我使用“-Wconversion”选项，否则我不会收到警告。 - Keith Thompson

Answer 1

GCC在类型转换可能导致精度损失时会发出此警告。(换句话说，值可能被“改变”)

在第一种情况中，rand()返回一个int。由于不能将可以存储在int中的所有值表示为float，因此它会发出此警告。

在第二种情况中，可以将100安全地转换为float，而不会有任何精度损失。

- Mysticial

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这是否意味着 float f = 123456789 会出错？ - Brian L

它不会出错，但应该会发出警告。我此刻没有GCC，但我刚在Visual Studio中进行了测试，它会发出警告：warning C4305: 'initializing' : truncation from 'int' to 'float'。 - Mysticial

Answer 2

为了补充Mysticial所写的内容（正确的）：你的C语言实现使用32位IEEE 754单精度二进制浮点数作为float，并且使用32位整数作为int。在“你的”int中，你可以有31位数字和1位符号。在“你的”float中，mantissa是24位，并且有1位符号。显然，需要超过24位加上符号才能表示的int无法精确转换为“你的”float。（我使用“你的”来代表你正在使用的编译器。C标准没有规定float或int的确切长度。）

现在，rand()可以生成任何int数，所以编译器必须给出警告。100是一个在编译时已知的数值字面量，因此编译器可以静态检查该数字是否可转换。

即使不解释浮点数的工作原理，您的int是32位且仅支持整数。您的float是32位并支持浮点数。显然，浮点数更难表示（您必须在某个地方保存小数点），因此如果int和float具有相同的长度，则必须支付一定的“代价”。这个代价就是精度。

回应您的评论，您可以在与0“连续”的float中准确表示的最大数字为16777215（其尾数= 16777215，指数= 0）和16777216（其尾数= 1，指数= 24，因为它是1 * 2 ^ 24）。 16777217无法准确表示。16777218可以。

- xanatos

Answer 3

并非每个int都可以表示为float。具体来说，如果在int中最高位和最低位之间的位数大于<float.h>中定义的FLT_MANT_DIG - 1，则无法精确地表示为float。（对于double和DBL_MANT_DIG - 1也是如此。）编译器会警告您存在精度损失的潜在风险，因为rand()的声明意味着rand()可能返回任何int，包括那些无法表示为float的值。

gcc应该足够聪明，知道何时可以精确地表示int字面量：

float f= 1<<FLT_MANT_DIG; // yes
float g= (1<<FLT_MANT_DIG) - 1; // yes
float h= (1<<FLT_MANT_DIG) + 1; // no
float i= (1<<(FLT_MANT_DIG + 1)); // yes

在初始化h时，gcc应该会发出警告。

顺便说一句，如果RAND_MAX小于或等于(1<<FLT_MANT_DIG) - 1，即使编译器向你抱怨，你也可以安全地将rand()分配给float。

- MSN