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    C言語は、1972年にAT&Tベル研究所の、デニス・リッチーが主体となって作成したプログラミング言語です。 B言語の後継言語として開発されたことからC言語と命名。そのため、表記法などはB言語やALGOLに近いとされています。 Cの拡張版であるC++言語とともに、現在世界中でもっとも普及されているプログラミング言語です。

floatやdoubleなど浮動小数点数のメモリを0で埋めても意図した結果にならない件について

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m0m0

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 前提・実現したいこと

C言語を学習しています。
C言語で変数の初期化について学んでいるのですが、浮動小数点数のメモリを0で埋めたときの結果について
どうしても理解できないところがあります。
学習しているのに使用している教材は教本であったり、ネットの情報だったりするんですが、その中で
ちょくちょく下記のような表現で浮動小数点数のメモリを0で埋めたときの動作が説明されています。

「メモリーを0で埋めても、必ずしも値として0になるとは限らない。
int型など整数型は、殆どの環境で期待通りに動作する。char []などの文字列型の場合も、殆どの環境で問題なく、このため多くの場合、この方法がよく使われている。
しかしfloatやdoubleなど浮動小数点数の場合、メモリーを0で埋めても意図した結果にはならない。メモリーを初期化せずに使っているのと同じ現象が発生してしまう。」

上記の説明でわからない点は以下2点の部分です。
・メモリーを0で埋めても、必ずしも値として0になるとは限らない。
・floatやdoubleなど浮動小数点数の場合、メモリーを0で埋めても意図した結果にはならない。メモリーを初期化せずに使っているのと同じ現象が発生してしまう。

なぜfloatやdoubleなど浮動小数点数の場合、メモリを0で埋めても意図した結果にはならないのでしょうか。
そもそも意図した結果というのはfloatやdoubleなど浮動小数点数のメモリーを0で埋めたら、その値は0になることだと思うのですが、
では、その意図していない動作結果というのはどういうものを指しているのでしょうか。

このあたりが自力では解決できず困っています。
もしよければアドバイス等頂けないでしょうか。
よろしくお願いいたします。

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  • y_waiwai

    2018/05/01 10:02

    それはどこに書いてありますか?一例でいいのでリンクを提示してください

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  • m0m0

    2018/05/01 10:42

    質問を読んでいただきありがとうございます。 下記に学習に使用している教本と浮動小数点数のメモリを0で埋めたときの動作説明の文書を引用したサイトのリンクを記載いたします。 学習している教本は以下です。 ・C言語 ポインタ完全制覇 著:前橋和弥 浮動小数点数のメモリを0で埋めたときの動作説明の文書を引用したサイトは以下です。 ・ゼロフィル ‐ 通信用語の基礎知識  http://www.wdic.org/w/TECH/%E3%82%BC%E3%83%AD%E3%83%95%E3%82%A3%E3%83%AB

    キャンセル

回答 1

checkベストアンサー

+3

C言語の場合、浮動小数点数をどんな形式で格納するかは決まっていません。なので、理論上は「全部ゼロで埋めたら、それはzeroでない何かしらの値だった、あるいはエラーを意味するような値だった」というような実装でも問題ないことになります。

このような、「言語規格として何が起きるか保証されない」挙動を、未定義の動作といいます。プログラムが未定義の動作に足を踏み入れる場合、

  • 一貫したある値を返す
  • 実行ごとに結果が異なる
  • クラッシュする
  • コンパイルに失敗する
  • メモリを破壊して、全く意図しない動作になる
  • タイムトラベルを起こす
  • 鼻から悪魔が飛び出す

など、何が起きても構わないということになっています。そういう意味では、「初期化していない変数を参照した」場合も同じく「未定義の動作」です。

もっとも、一般的にパソコンで使われているIEEE 754の2進形式では、メモリを0クリアすればそれは「+0」という値の内部表現と一致するので、ゼロとしてとして動いてしまう場合も多いです。

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  • 2018/05/01 10:42

    教えていただきありがとうございます。
    C言語の場合、浮動小数点数をどんな形式で格納するかは決まっていないということをはじめて知りました。
    このあたり情報の探し方が悪いのか、方向性が違うのかカスリもしていなかったところなので助けになります。
    教えていただいたことでひとつ気になるのは、浮動小数点数をどんな形式で格納するかは決まっていないのなら、その格納した情報はどうやって取り出した後に値として判断しているのだろうと疑問が湧きました。形式が決まっていないのなら取り出す側次第ではどうとでもとれる情報になってしまうということですよね?(このへんの認識はあっているのか不安ですが...)
    考えてみたのはどんな形式で格納するか決まっていないのはC言語の場合とあるので、どんな形式で格納されるかはC言語以外の要素にあるということでしょうか。
    例えばOSとかプロセッサとか?(すみません、このあたりは全くと言っていいほど知識がなく適当なことを言ってしまっているので流してください)
    知識がなさ過ぎて鼻で笑われてしまうような推考しかできませんが教えて頂けたことを参考にわからないところを調べていきたいと思います。
    一人では折れてしまいそうだったので助かりました。本当にありがとうございます。

    キャンセル

  • 2018/05/01 10:43

    「規格として」決めていないだけで、各コンパイラがCPUの環境などを考えて決めています。

    キャンセル

  • 2018/05/01 10:52

    教えていただきありがとうございます。
    各コンパイラが判断しているんですね。
    これでつかえが取れて学習に専念できます。
    本当にありがとうございました。

    キャンセル

  • 2018/05/01 10:56 編集

    CPUがfloat(/double/long double)できるなら、ほとんどの場合コンパイラはその表現形式に合わせたコードを吐くよう実装されます。そうじゃないと勿体無いし。

    キャンセル

  • 2018/05/01 11:05

    なるほど、表現形式を合わせられない条件下での動作があるため未定義の動作があるんですね。ただ、現状ではそのあたりはほとんど意識しなくても意図した動作はしてくれると。勉強になります。教えていただきありがとうございます。

    キャンセル

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