float 变量如何自动提升为 double 类型？

Question

我知道在 C 和 Java 中，float 的底层表示是 IEEE754-32，double 是 IEEE754-64。

在表达式中，float将自动提升为double. 又怎样？以 3.7f 为例。过程是这样的吗？

1. 3.7f 将使用 IEEE754 在内存中表示。它适合 4 个字节。
2. 在计算过程中，它可能被加载到一个64位寄存器（或任何64位的地方），把3.7f变成IEEE754-64表示。

Answer 1

它非常依赖于实现。

例如，在 x86 平台上，FPU 命令集包括用于以 IEEE754float和double格式（以及许多其他格式）加载/存储数据的命令。数据加载到具有 80 位宽度的内部 FPU 寄存器中。所以实际上在 x86 上所有浮点计算都是以 80 位浮点精度执行的。即所有浮点数据实际上都提升到 80 位精度。这些寄存器中的数据如何表示完全无关紧要，因为无论如何您都无法直接观察它们。

这意味着在 x86 平台上没有单步浮点到双精度转换这样的东西。每当需要进行这种转换时，它实际上是通过两步转换来实现的：float-to-internal-fpu 和 internal-fpu-to-double。

这个 BTW 在 x86 FPU 计算模型和 C/C++ 计算模型之间创建了显着的语义差异。为了完全匹配语言模型，处理器必须强制降低中间浮点结果的精度，从而对性能产生负面影响。许多编译器为用户提供控制 FPU 计算模型的选项，允许用户选择严格的 C/C++ 一致性、更好的性能或介于两者之间的选项。

几年前，FPU 单元还是x86 平台的可选组件。在无 FPU 平台上的浮点计算是在软件中执行的，要么通过模拟 FPU，要么通过生成根本没有任何 FPU 指令的代码。在这样的实现中，事情可以不同地工作，例如，直接执行从 IEEE754float到 IEEE754 的软件转换double。