为什么 C99 中不包含定点类型？

Question

值得庆幸的是，C99 标准中引入了

complex

类型修饰符。我不明白的是为什么决定省略对定点算术的支持（具体来说，支持小数类型，如 1.15 {signed} 或 0.32 {unsigned}），而这些类型对于 DSP 编程来说是如此基础？

GCC 是否通过扩展支持这些？

Answer 1

已经对其进行了讨论/提议（例如，在N938、N953中），但这些论文仅将其作为扩展提出，而不是对主要标准的补充。这些似乎导致其包含在 N1169 中，这是 TR 18037 的草案（“支持嵌入式处理器的扩展”），但这并不被认为是完整的（并且该草案似乎没有在半响）。

我的猜测（尽管这只是猜测）是，它的工作可能会被放弃（至少暂时），以集中精力完成 C11。现在是否会恢复工作可能取决于周围是否还有人关心。根据早期的论文撰写并提交一篇涵盖更多细节、提供更多支持证据等的论文，可能有助于让它再次恢复运转（尽管我显然不能保证任何事情）。

Answer 2

为了解决“GCC 通过扩展支持这些吗”的问题，我们可以引用“使用 GNU 编译器集合”（对于 GCC 版本 4.4.0 - 添加要点以澄清）。 （GCC 4.9.0 URL 等效项是定点 — 使用 GNU 编译器集合 (GCC)，但该部分是 6.15 而不是 5.13。）

§5.13 定点类型

作为扩展，GNU C 编译器支持 N1169 中定义的定点类型 ISO/IEC DTR 18037 草案。GCC 中对定点类型的支持将随着 技术报告草案变更。任何目标的调用约定也可能会改变。不是 所有目标都支持定点类型。

定点类型有：

• short _Fract

  、

  _Fract

  、

  long _Fract

  、

  long long _Fract

  、

• unsigned short _Fract

  、

  unsigned _Fract

  、

  unsigned long _Fract

  、

  unsigned long long _Fract

  ,

• _Sat short _Fract

  、

  _Sat _Fract

  、

  _Sat long _Fract

  、

  _Sat long long _Fract

  、

• _Sat unsigned short _Fract

  、

  _Sat unsigned _Fract

  、

  _Sat unsigned long _Fract

  、

  _Sat unsigned long long _Fract

  ,

• short _Accum

  、

  _Accum

  、

  long _Accum

  、

  long long _Accum

  、

• unsigned short _Accum

  、

  unsigned _Accum

  、

  unsigned long _Accum

  、

  unsigned long long _Accum

  ,

• _Sat short _Accum

  、

  _Sat _Accum

  、

  _Sat long _Accum

  、

  _Sat long long _Accum

  、

• _Sat unsigned short _Accum

  、

  _Sat unsigned _Accum

  、

  _Sat unsigned long _Accum

  、

  _Sat unsigned long long _Accum

  。

定点数据值包含小数部分和可选的整数部分。格式为 定点数据会有所不同，具体取决于目标机器。

您可以在此处找到提案草案的文本。

Answer 3

为什么总是一个棘手的问题。 不动点也是一个难以捉摸的概念。 以定点精度分析为主题（即搜索论文、博客等）。 一旦你通过了简单的

typedef fixed_t random_bits

和

FRACTION_SHIFT

（“c”中的一些 Qx.y 实现），你会发现计算必须使用不同的宽度来完成，这是很常见的。 即，需要以扩展精度执行迭代乘法和加法，以保持结果所需的精度。

这与“R”帖子有些相反。 是的，使用整数，但通常您需要找到合适的精度整数。 您经常需要在不同的位分辨率之间进行转换以进行中间计算。 有些域不需要这样做。 因此，定义看似简单的内容可能很难让标准委员会达成一致并提出比

int

更有用的东西。

Answer 4

就像卡尔在评论中所说，定点实际上与整数完全相同。我想该语言可以添加一个功能来在 mult/div 之后为您进行缩放（这与指向 VLA 类型的指针大约处于同一级别：通过为您隐藏缩放算术来清理语法），但考虑到人们想要与定点一起使用的各种尺度和类型混合（例如固定 8.24 乘以固定 24.8，或固定乘以整数），很难很好地涵盖所有内容。

另一个主要问题是目的的区分。定点几乎总是以牺牲正确性为代价来提高速度（因此更容易推出自己的点）。浮点运算（包括 C99 中新的复数支持）适用于当您想要具有已知错误界限的严格结果、防止错误溢出等的安全性时。C99 复数支持为您做的不仅仅是阻止您的复数二项式。它隐藏了确保您的结果不会被极端情况破坏所涉及的所有繁重工作。