Question

使用gcc 4.8.2（Ubuntu 14.04）我得到了不同的结果，同时基本上以相同的方式计算值。根据我测试的系统上的架构（32位/ 64位），还有不同之处。

#include <math.h>
#include <stdio.h>

int main()
{
    float h = 0.11f; 
    float y = 0.11f;
    float g = 1.37906f;
    float x = 2.916949f;

    float result1 = (h * y / fabs(g)) / x;

    float result2 = h * y / fabs(g);
    result2 /= x;

    float result3 = (h * y / g) / x;

    printf("%.20f \n", result1); //0.00300796888768672943 
    printf("%.20f \n", result2); //0.00300796912051737309 
    printf("%.20f \n", result3); //0.00300796912051737309 on x64
                                 //0.00300796888768672943 on x32 
}

原因是什么以及如何预测或避免这些差异？

编辑：将晶圆厂投入浮动并不会改变结果，至少在我的系统上是这样（见Oli Charlesworth的评论）。

Answer 1

C99标准不是强迫所有C编译器实现像早期Java标准那样的浮点计算的严格标准，而是允许在理想模式下进行一些变化，其中每个操作按顺序完成并根据IEEE进行舍入。 754格式对应浮点类型。

您可以向GCC询问它遵循的浮点计算模型，并且您可以使用命令行选项来更改其行为并使其更具可预测性。有两种情况：

如果您要生成387代码，请使用最近的GCC（4.8应该没问题）和-std=c99进行编译。如果没有它（具体来说，没有它所暗示的-fexcess-precision=standard），浮点计算的确切结果是不可预测的，并且您允许编译器为result1，result2生成不同的结果， result3）。使用-std=c99时，result1和result3的值必须相同。 result2的值可能不同，因为result2的中间分配会强制计算该点的值四舍五入为float。
停止生成387代码，改为生成SSE2代码（选项-msse2 -mfpmath=sse）。在此模式下，fabs已被fabsf替换的所有三个计算都应产生相同的结果。这样做的缺点是生成的代码只与过去12年左右生成的处理器兼容（！）

更多信息：post1，post2，是从打算为C程序编写静态分析器的人的角度编写的，它精确地预测了浮点计算的结果。

Answer 2

前两个不同，因为fabs会返回double。因此，在第一个版本中，除x除以双精度完成。在第二个版本中，它是以单精度完成的。

Answer 3

原因是您使用的float类型的精度约为6位十进制数并且结果在前6位有效数字内达成一致。

同样简单的计算，不同的结果

3 个答案: