浮点数到整数转换将要饱和

项目
10/15/2024

现在，浮点数到整数转换在 x86 和 x64 计算机上具有饱和行为。饱和行为意味着，如果转换后的值对于目标类型来说太小或太大，则该值分别设置为该类型的最小值或最大值。

旧行为

下表显示了转换 float 或 double 值时的以前行为。

转换为...	`x` 的值	（上一个）结果
`int` 标量和打包	`int.MinValue <= x <= int.MaxValue`	`(int)x`
	`< int.MinValue` 或 `> int.MaxValue`	`int.MinValue`
`long` 标量和打包	`long.MinValue <= x <= long.MaxValue`	`(long)x`
	`< long.MinValue` 或 `> long.MaxValue`	`long.MinValue`
`uint` 标量和打包	任何值	`(((long)x << 32) >> 32)`
`ulong` 标量和打包	`<= 2^63`	`(long)x`
	`> 2^63`	`(long)(x - 2^63) + 2^63`

新行为

下表显示了转换 float 或 double 值时的新行为。

转换为...	`x` 的值	.NET 9+ 结果
`int` 标量和打包	`int.MinValue <= x <= int.MaxValue`	`(int)x`
	`< int.MinValue`	`int.MinValue`
	`> int.MaxValue`	`int.MaxValue`
	`NaN`	0
`long` 标量和打包	`long.MinValue <= x <= long.MaxValue`	`(long)x`
	`< long.MinValue`	`long.MinValue`
	`> long.MaxValue`	`long.MaxValue`
	`NaN`	0
`uint` 标量和打包	`0 <= x <= uint.MaxValue`	`(uint)x`
	`x > uint.MaxValue`	`uint.MaxValue`
	`x < 0`	0
`ulong` 标量和打包	`0 <= x <= ulong.MaxValue`	`(ulong)x`
	`x > ulong.MaxValue`	`ulong.MaxValue`
	`x < 0`	0

引入的版本

.NET 9 预览版 4

中断性变更的类型

此更改为行为更改。

更改原因

此更改旨在标准化所有浮点数到整数的转换，使其具有饱和行为，并使行为具有确定性。

建议的操作

如果你依赖以前的行为部分中所显示并且要从转换中返回的值，那么即使这些值不正确，也要更新代码以获取新行为部分中显示的值。

如果方案不需要新行为的性能开销，则可以对单精度、双精度和半精度改用新 ConvertToIntegerNative<TInteger> 方法。在大多数情况下，这些方法的行为与以前的浮点数到整数转换行为匹配。但是，这些方法具有平台特定的行为，不能保证此行为与以前的转换行为（已经具有非确定性）匹配。相反，这些方法会对本机平台执行最高效的操作。值得注意的是，对于超出 TInteger 类型的可表示范围的值，不能保证结果。

在需要性能并严格保证匹配以前的转换行为的特殊情况下，你可以使用特定于平台的硬件内部函数。例如，你可以使用 Sse.ConvertToInt32(Vector128.CreateScalar(val)) 处理 float 的 (int)val。在使用之前，你必须检查 if (Sse.IsSupported)。但是，使用这些内部函数很棘手，因为其他目标平台（如 Arm64）已经产生了不同的结果。

受影响的 API

从浮点数到整数的所有显式和隐式转换：

(int)val，其中 val 是 float 或 double。
Vector.ConvertToInt32(Vector<float> val)
(long)val，其中 val 是 float 或 double。
Vector.ConvertToInt64(Vector<double> val)
(uint)val，其中 val 是 float 或 double。
Vector.ConvertToUInt32(Vector<float> val)
(ulong)val，其中 val 是 float 或 double。
Vector.ConvertToUInt64(Vector<double> val)

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