在math.h中使用宏定义（例如M_PI），因为float不加倍

Question

我注意到所有数学常数都声明为double，这在某些不存在双精度单位的平台上导致转换问题。GCC标准库中是否有一个开关可以自动向下转换或使用单独的定义？

Answer 1

C++ 数字 (C++20 起)

正如下面 Bob 提到的，从 C++20 开始，我们有了std::numbers。这将导致：

#include <numbers>

    ...
    double PI = std::number::pi;
    float PIF = std::number::pi_v<float>;
    ...

尽管 Boost 数字预定义了更多数字，但随着时间的推移，这可能会是前进的方式。

增加数字

艾伦·斯特罗克（Alan Stroke）的评论有一个提升常量的链接，我认为它给出了最好的答案。使用：

#include <boost/math/constants/constants.hpp>

    ...
    boost::math::float_constants::pi
    ...

同样，您可以使用double和long double常量：

    ...
    boost::math::double_constants::pi
    ...
    boost::math::long_double_constants::pi
    ...

在内部，Boost 使用一个宏，其作用相当于：

M_PI ## F

换句话说，它告诉编译器将该浮点文字读取为 afloat而不是 a double。

宏（不推荐）

如果您更喜欢使用类似 C 的常量，您也可以这样声明：

#define M_PIF 3.141592653589793238462643383279502884e+00F

请注意F数字末尾的 。

这几乎就是 boost 内部所做的事情。这实际上可能是您情况下的最佳解决方案，因为您说您使用的某些编译器根本不支持 double （因此仅使用M_PI可能已经是一个问题，并且 boost 库声明了所有三种类型：float, double,和long double）。

如有必要，可以降低值的精度，以防编译器抱怨文字包含太多数字。

投掷

您也可以简单地转换默认值，但是，编译器仍然需要在某种程度上正确支持 double：

    ...
    static_cast<float>(M_PI)
    ...

这样一个简单的转换将阻止编译器将数字转换为双精度，然后再转换回浮点，这在大多数情况下会使运行速度更快。

请注意，对于某些数字，强制转换可能不会产生与使用F后缀相同的值。然而，对于M_PI，它恰好工作得很好：

// create pi.cpp
#include <iostream>
int main(int argc, char * argv[])
{
    float pi1 = 3.14159265358979323846;
    float pi2 = 3.14159265358979323846f;

    std::cout << "pi1: " << pi1 << "\n";
    std::cout << "pi2: " << pi2 << "\n";
    std::cout << "pi1 == pi2? " << std::boolalpha << (pi1 == pi2) << "\n";

    return 0;
}

和输出：

$ g++ -std=c++17 pi.cpp
$ ./a.out
pi1: 3.14159
pi2: 3.14159
pi1 == pi2? true

好吧，至少在英特尔处理器上是这样。无论如何，差异应该是一点点，这在大多数情况下可能不是问题。