Static_cast<double>(std::nanf(""))是否定义良好?

2022-04-14 00:00:00 floating-point nan language-lawyer c++

标题几乎要求所有这些,但要提供一个MCVE:

#include <cmath>

int main()
{
    float f = std::nanf("");
    double d = static_cast<double>(f);
    return 0;
}

在MSVC 2017下,fd都报告为nan,但这证明不了什么,因为static_cast可能是未定义的行为。

以类似的方式,0.0f / 0.0f产生-nan(ind),我假设它是一个信令NAN,它是否遵循相同的已定义/未定义规则?同上inf


解决方案

这看起来是由标准保证的,我们可以从[expr.static.cast]p4部分开始,它是:

如果存在从e到T的隐式转换序列,则表达式e可以显式转换为类型T...

隐式转换序列在[over.best.ics]中介绍,我们有以下内容:

格式良好的隐式转换序列是以下形式之一:
-(3.1)标准转换序列,
...

和标准转换序列包含在[over.ics.scs]中,其内容为:

[?注:如[conv]中所述,标准转换序列要么是自身的身份转换(即无转换),要么由其他四个类别的一到三个转换组成。 如果序列中有两个或多个转换,则按规范顺序应用转换:L值转换、升级或转换、限定调整。 -?End Note?]

我们有[conv.fpprom]p1中介绍的浮点升级案例,它是:

类型为FLOAT的PR值可以转换为类型为DOUBLE的PR值。 该值未更改。

反向双到浮动将是一种转换,这在[conv#double]p1:

中有所介绍
浮点类型的pr值可以转换为另一个浮点类型的pr值。 如果源值可以在目标类型中精确表示,则转换的结果就是该精确表示。 如果源值介于两个相邻的目标值之间,则转换的结果是实现定义的这两个值之一的选择。否则,行为未定义。

这种情况取决于源是否可以由不能保证的目标准确表示。

关于浮点除以零的子问题很复杂,在我对The behaviour of floating point division by zero的回答中已有涉及。

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