Sind zwei Doubles mit gleichem Wert garantiert dasselbe Bitmuster?

Question

In C gibt es eine Garantie, dass zwei Doppelgänger, deren Werte gleich sind (double1 == double2), identische Bitmuster haben werden?

Answer 1

Es gibt keine solche Garantie.

Zum Beispiel gibt es in IEEE floating point format das Konzept der negativen 0. Es vergleicht gleich positiv 0, hat aber eine andere Darstellung.

Hier ist ein Beispiel dafür:

#include <stdio.h> 

int main() 
{ 
    unsigned long long *px, *py; 
    double x = 0.0, y = -0.0; 
    px = (unsigned long long *)&x; 
    py = (unsigned long long *)&y; 

    printf("sizeof(double)=%zu\n",sizeof(double)); 
    printf("sizeof(unsigned long long)=%zu\n",sizeof(unsigned long long)); 

    printf("x=%f,y=%f,equal=%d\n",x,y,(x==y)); 
    printf("x=%016llx,y=%016llx\n",*px,*py); 

    return 0; 
} 

Ausgang:

sizeof(double)=8 
sizeof(unsigned long long)=8 
x=0.000000,y=-0.000000,equal=1 
x=0000000000000000,y=8000000000000000 

EDIT:

Hier ist ein überarbeitetes Beispiel, das nicht vom Typ punning angewiesen:

#include <stdio.h> 

void print_bytes(char *name, void *p, size_t size) 
{ 
    size_t i; 
    unsigned char *pdata = p; 
    printf("%s =", name); 
    for (i=0; i<size; i++) { 
     printf(" %02x", pdata[i]); 
    } 
    printf("\n"); 
} 

int main() 
{ 
    double x = 0.0, y = -0.0; 

    printf("x=%f,y=%f,equal=%d\n",x,y,(x==y)); 
    print_bytes("x", &x, sizeof(x)); 
    print_bytes("y", &y, sizeof(y)); 

    return 0; 
} 

Ausgabe:

x=0.000000,y=-0.000000,equal=1 
x = 00 00 00 00 00 00 00 00 
y = 00 00 00 00 00 00 00 80 

Sie können hier den Unterschied in der Darstellung zwischen den beiden sehen. Einer hat das Vorzeichen gesetzt, während der andere nicht.

Answer 2

Ja, mit Ausnahme von Null. Es gibt nur eine Möglichkeit, einen bestimmten IEEE-Float- oder Double-Wert darzustellen. Wenn es zwei Möglichkeiten gäbe, denselben Wert darzustellen, wäre das verschwenderisch und die IEEE-Formate sind sehr effizient.

Null ist ein Sonderfall, weil es positive und negative Werte von Null gibt und sie werden gleich vergleichen, und sie sind für die meisten Zwecke gleich. Es gibt ein paar seltene Fälle (1/0), bei denen sie unterschiedliche Ergebnisse liefern - positive und negative Unendlichkeit.

Die vorherige Antwort konzentrierte sich unnötigerweise auf den Nullfall und scheiterte, soweit ich das beurteilen konnte, für die anderen 4 Milliarden Floats und 16 Milliarden Milliarden Doppelgänger.