使用std::istream_iterator<float>读取超范围数值是否为未定义行为？

测试代码 #

const std::string str = "-5.73945e-39";
std::istringstream iss(str);
auto vals = std::vector<float>(std::istream_iterator<float>(iss), std::istream_iterator<float>{});

现象描述 #

这段代码在搭载M1芯片的Mac上使用Apple clang 15.0.0（clang-1500.0.16.10）编译运行时，vals的大小为0；但在其他编译器环境中运行时，vals的大小为1。显然-5.73945e-39超出了标准float的常规可表示范围（标准float最小正规格化值约为1.17549e-38）。

行为性质判定 #

这种情况不属于未定义行为，而是实现定义的行为，具体依据如下：

• 根据C++标准，当输入浮点数超出目标类型的有限值范围时，若类型支持无穷大，会将值设为对应正负无穷大，且不置位流的failbit；
• 若输入值小于类型的最小正规格化值（即下溢），实现可选择将值舍入到0，或设置为最小非规格化值，这属于标准允许的实现定义行为；
• 若输入值完全超出类型能表示的极限（包括非规格化范围），实现可以置位流的failbit，导致输入操作失败，这也是标准允许的行为。

在你的例子中，-5.73945e-39远小于float的最小正规格化值：

• Apple clang的实现选择触发failbit，使istream_iterator停止读取，因此vals大小为0；
• 其他编译器的实现可能将该值舍入到0，输入操作成功，因此vals大小为1。

两种表现均符合C++标准的规范，属于实现定义的行为，而非未定义行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Yifu