将大浮点数转换为 int 时会发生什么？

Question

我想知道当我将一个非常大的浮点值转换为整数时会发生什么。这是我写的一个例子：

fn main() {
    let x = 82747650246702476024762_f32;//-1_i16;
    let y = x as u8;
    let z = x as i32;
    println!("{} {} {}", x, y, z);
}

输出是：

$ ./casts                                     
82747650000000000000000 0 -2147483648

显然浮点数不适合任何整数，但由于 Rust 如此强烈地宣传它是安全的，我会预料到某种错误。这些操作使用 llvmfptosi和fptoui指令，如果该值不适合它已转换为的类型，则会产生所谓的毒值。这可能会产生未定义的行为，这是非常糟糕的，尤其是在编写 Rust 代码时。

如何确保我的 float 到 int 类型转换不会导致 Rust 中的未定义行为？为什么 Rust 甚至允许这样做（因为它以创建安全代码而闻名）？

Answer 1

在 Rust 1.44 及更早版本中，如果您使用as将浮点数转换为整数类型，并且该浮点数不适合目标类型中的\xc2\xb9，则结果是未定义值\xc2\xb2，并且你可以用它做的大多数事情都会导致未定义的行为。

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这个严重问题 ( #10184 ) 在 Rust 1.45 中得到了修复。自该版本以来，浮点到整数的强制转换改为饱和（也就是说，太大或​​太小的值被转换为T::MAX或T::MIN；NaN 转换为 0）。

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在旧版本的 Rust 中，您可以使用该-Z saturating-float-casts标志启用新的安全行为。请注意，饱和强制转换可能会稍微慢一些，因为它们必须首先检查类型边界。如果您确实需要避免检查，标准库提供了to_int_unchecked. 由于当数字超出范围时行为未定义，因此您必须使用unsafe。

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（某些整数到浮点的转换曾经存在类似的问题类似的问题，但通过使此类转换始终饱和来解决。此更改不被视为性能回归，并且无法选择旧行为。）

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• 安全 Rust 中的转换会导致运行时错误吗？
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\xc2\xb9 这里的“Fit”表示 NaN，或者是一个无法用较小的类型来近似的大数值。8.7654321_f64仍然会被截断8为as u8强制转换截断——精度损失不会导致未定义的行为，只有超出范围才会导致。

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\xc2\xb2 LLVM 中的“毒药”值，正如您在问题中正确指出的那样，但 Rust 本身不区分undef和毒药值。

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