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x == x

C的表达式 x == x,何时为假呢?即下面的代码:

    if (x == x) {printf("Equal\n");}else{printf("Not equal\n");}

什么时候输出为”Not equal”呢?

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>int main(void)
{float x = 0xffffffff;if (x == x){printf("Equal\n");}else {printf("Not equal\n");}if (x >= 0) {printf("x(%f) >= 0\n", x);}else if (x < 0) {printf("x(%f) < 0\n", x);}int a = 0xffffffff;memcpy(&x, &a, sizeof(x));if (x == x) {printf("Equal\n");}else {printf("Not equal\n");}if (x >= 0) {printf("x(%f) >= 0\n", x);}else if (x < 0) {printf("x(%f) < 0\n", x);}else {printf("Surprise x(%f)!!!\n", x);}return 0;
}

编译gcc -g -Wall test.c,看执行结果:

$ ./a.out
Equal
x(4294967296.000000) >= 0
Not equal
Surprise x(-nan)!!!

最后两行输出是不是有点surprise啊。

下面先简单解释一下:
1. 当float x = 0xffffffff:这时将整数赋给一个浮点数,由于float和int的size都是4,而浮点数的存储格式与整数不同,其需要将某些位作为小数位,所以float的范围要小于int的范围。因此这里涉及到了整数转换浮点的规定。因为这个转换其实很少用到,我也就不查了。但是总之,这个转换是合法的。但是最终的值很可能不是你想要的结果——尤其是当浮点的范围小于整数的范围时。
2. 即使整数转换成浮点,数值再不是期望值,但它也一定是一个合法的浮点数值。所以第一个x == x,一定为true,且x不是大于0,就是小于0。这时x存的并不是0xffffffff。
3. 当使用memcpy将0xff填充到x的地址时,这时x存的保证为0xffffffff。但是这个不是一个合法的float的值。因此奇怪的现象发生了,x并不等于x。原因则是与cpu的浮点指令相关.
4. 作为一个非法的float值,当它与其它任何数值比较时,都会返回false。这也就造成了,后面惊奇的结果,x既不大于等于0,也不小于0。

总结一下:一般来说,浮点类型很少被使用,也不应该在程序中鼓励使用。不仅其效率比整数低,且由于浮点类型特殊的存储格式,很容易造成一些意想不到的错误。如果真的无法避免时,一定要小心小心再小心。特别要注意今天的主题,这种非法的浮点值,会导致任何比较判断都失败。而判断这种浮点值的方法也很简单,如果x != x,那么该浮点即为非法浮点值。

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