当转换为double然后返回uint64_t时，strtoull（）的输出会失去精度。

Question

考虑以下：

#include <iostream>
#include <cstdint>

int main() {
   std::cout << std::hex
      << "0x" << std::strtoull("0xFFFFFFFFFFFFFFFF",0,16) << std::endl
      << "0x" << uint64_t(double(std::strtoull("0xFFFFFFFFFFFFFFFF",0,16))) << std::endl
      << "0x" << uint64_t(double(uint64_t(0xFFFFFFFFFFFFFFFF))) << std::endl;
   return 0;
}

哪些打印：

0xffffffffffffffff
0x0
0xffffffffffffffff

第一个数字只是将ULLONG_MAX，从字符串转换为的结果，uint64_t按预期方式运行。

但是，如果我将结果转换为double，然后又转换为uint64_t，则它将输出0第二个数字。

通常，我将其归因于浮点数的精度不准确，但令我感到困惑的是，如果我将ULLONG_MAXfrom转换uint64_t为double，然后再转换回uint64_t，结果是正确的（第三个数字）。

为什么第二和第三结果之间存在差异？

编辑（@Radoslaw Cybulski撰写）有关此处发生的另一个问题，请尝试以下代码：

#include <iostream>
#include <cstdint>
using namespace std;

int main() {
    uint64_t z1 = std::strtoull("0xFFFFFFFFFFFFFFFF",0,16);
    uint64_t z2 = 0xFFFFFFFFFFFFFFFFull;
    std::cout << z1 << " " << uint64_t(double(z1)) << "\n";
    std::cout << z2 << " " << uint64_t(double(z2)) << "\n";
    return 0;
}

愉快地打印：

18446744073709551615 0
18446744073709551615 18446744073709551615

Answer 1

最接近0xFFFFFFFFFFFFFFFFFF的数字是18446744073709551616，可以用双精度表示（假设是64位IEEE）。该数字比0xFFFFFFFFFFFFFFFFFF大。因此，该数字超出的可表示范围uint64_t。

在转换回整数的过程中，标准说（引用最新草案）：

[conf.fpint]

浮点类型的prvalue可以转换为整数类型的prvalue。转换被截断；即，小数部分被丢弃。 如果无法在目标类型中表示截断的值，则该行为未定义。

为什么第二和第三结果之间存在差异？

因为程序的行为是不确定的。

尽管由于变化范围是无限的，所以分析UB差异的原因在大多数情况下是没有意义的，但我猜测这种情况下出现差异的原因是，在一种情况下，该值是编译时间常数，而在另一种情况下，该值是编译时间常数。调用在运行时调用的库函数。