关于MSVC中signaling_NaN实现是否符合IEEE 754-2019标准的二次确认问询

大家好，最近我在研究MSVC里std::numeric_limits的signaling_NaN实现时，发现了一些和IEEE 754-2019标准不符的细节，还碰到了实现不一致的情况，想请大家帮忙看看是不是我哪里漏了，或者是不是维基百科的描述有问题？

我发现的核心问题 #

• float类型signaling_NaN()不符合IEEE 754-2019：根据标准要求，*信号NaN（signaling NaN）*的尾数最高有效位必须是0，*安静NaN（quiet NaN）*的该位是1，但MSVC的float版本signaling_NaN()把这个关键位设成了1，反而符合安静NaN的标识规则。
• 实现逻辑不一致：double类型的signaling_NaN()完全遵循IEEE 754-2019标准，但float却不是，这种同标准库下不同基础类型的差异化处理太反常了。

背景参考（来自维基百科） #

根据维基百科的描述，IEEE 754-2019修订版明确要求：
对于二进制交换格式，尾数域的最高有效位专门用于区分安静NaN和信号NaN——这个位是“是否安静”的标志：非零表示安静NaN，零表示信号NaN。

而更早版本的IEEE标准并没有这个强制要求，区分安静/信号NaN的位是实现相关的，不过当时很多主流实现也采用了上述标识方式。

如果说MSVC不遵循2019版标准是因为兼容旧版，那float和double的差异化处理就完全说不通了，这更像是实现上的疏漏。

测试验证结果（MSVC环境） #

我写了一个测试程序，专门打印float和double类型NaN的二进制位信息，以下是关键输出：

预定义宏（MSVC版本信息） #

Predefined Macros
 __cplusplus : 199711
 _MSVC_LANG : 202302
 _MSC_VER : 1943
 _MSC_FULL_VER : 194334810
 _MSC_BUILD : 0

float类型测试输出 #

======== float ========
IEEE 754 Support
std::numeric_limits< float >::is_iec559 : true
std::numeric_limits< float >::has_quiet_NaN : true
std::numeric_limits< float >::has_signaling_NaN : true

std::numeric_limits< float >::quiet_NaN() bits : 01111111110000000000000000000000
exponent : _11111111_______________________
significand : _________10000000000000000000000
is_quiet : _________1______________________

std::numeric_limits< float >::signaling_NaN() bits : 01111111110000000000000000000001
exponent : _11111111_______________________
significand : _________10000000000000000000001
is_quiet : _________1______________________ <===== 这里明显有问题！

可以看到，float的signaling_NaN()的is_quiet位是1，完全违反了IEEE 754-2019对信号NaN的定义。

double类型测试输出 #

======== double ========
IEEE 754 Support
std::numeric_limits< double >::is_iec559 : true
std::numeric_limits< double >::has_quiet_NaN : true
std::numeric_limits< double >::has_signaling_NaN : true

std::numeric_limits< double >::quiet_NaN() bits : 0111111111111000000000000000000000000000000000000000000000000000
exponent : _11111111111____________________________________________________
significand : ____________1000000000000000000000000000000000000000000000000000
is_quiet : ____________1___________________________________________________

std::numeric_limits< double >::signaling_NaN() bits : 0111111111110000000000000000000000000000000000000000000000000001
exponent : _11111111111____________________________________________________
significand : ____________0000000000000000000000000000000000000000000000000001
is_quiet : ____________0___________________________________________________

double的signaling_NaN()的is_quiet位是0，完全符合IEEE 754-2019的要求。

我的疑问 #

1. 是不是我对IEEE 754-2019的标准理解有误？或者维基百科的描述存在偏差？
2. MSVC这种float和double的差异化实现，是有意为之（比如兼容旧代码），还是单纯的实现bug？
3. 有没有什么我没注意到的编译选项或者文档说明，能解释这个不一致的现象？

测试源代码 #

// app23.signaling_nan.main.cpp
// 用于验证NaN位信息的测试程序
#include <bit>        // bit_cast
#include <cstddef>    // size_t
#include <cstdint>    // uint32_t, uint64_t
#include <iostream>   // cout, ostream
#include <limits>     // numeric_limits
#include <string>     // string
#include <string_view>// string_view

namespace {
// 打印预定义宏信息
void put_predefined_macros(std::ostream& log) {
    log << "Predefined Macros\n"
        << " __cplusplus : " << __cplusplus << '\n'
        << " _MSVC_LANG : " << _MSVC_LANG << '\n'
        << " _MSC_VER : " << _MSC_VER << '\n'
        << " _MSC_FULL_VER : " << _MSC_FULL_VER << '\n'
        << " _MSC_BUILD : " << _MSC_BUILD << '\n';
}

// 辅助函数：打印数值的二进制位及标识信息
template<typename T, typename UIntT>
void print_nan_bits(std::ostream& log, const char* type_name, T nan_val, const char* nan_type) {
    auto bits = std::bit_cast<UIntT>(nan_val);
    // 省略具体位解析和打印逻辑
    // ...
}

// 测试指定浮点类型的NaN信息
template<typename T, typename UIntT>
void test_nan_type(std::ostream& log, const char* type_name) {
    log << "======== " << type_name << " ========\n"
        << "IEEE 754 Support\n"
        << "std::numeric_limits< " << type_name << " >::is_iec559 : " 
        << std::boolalpha << std::numeric_limits<T>::is_iec559 << '\n'
        << "std::numeric_limits< " << type_name << " >::has_quiet_NaN : " 
        << std::numeric_limits<T>::has_quiet_NaN << '\n'
        << "std::numeric_limits< " << type_name << " >::has_signaling_NaN : " 
        << std::numeric_limits<T>::has_signaling_NaN << '\n';

    print_nan_bits<T, UIntT>(log, type_name, std::numeric_limits<T>::quiet_NaN(), "quiet_NaN()");
    print_nan_bits<T, UIntT>(log, type_name, std::numeric_limits<T>::signaling_NaN(), "signaling_NaN()");
}
} // namespace

int main() {
    put_predefined_macros(std::cout);
    test_nan_type<float, uint32_t>(std::cout, "float");
    test_nan_type<double, uint64_t>(std::cout, "double");
    return 0;
}

内容来源于stack exchange