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c++ - C++ 中是否允许浮点表达式收缩?

coder 2024-02-04 原文

浮点表达式有时可以在处理硬件上收缩,例如使用融合乘加作为单个硬件操作。

显然,使用这些 this 不仅仅是一个实现细节,还受编程语言规范的约束。具体来说,C89 标准不允许这样的缩略,而在 C99 中,只要定义了一些宏,它们是允许的。详见 this SO answer .

但是 C++ 呢?是否不允许浮点收缩?某些标准允许吗?普遍允许?

最佳答案

总结

收缩是允许的,但为用户提供了一个工具来禁用它们。标准中不明确的语言笼罩了禁用它们是否会提供预期结果的问题。

我在官方 C++ 2003 标准和 2017 n4659 草案中对此进行了调查。除非另有说明,否则 C++ 引文均来自 2003 年。

额外的精度和范围

两份文件中均未出现“契约(Contract)”文本。但是,第 5 条表达式 [expr] 第 10 段(2017 年 8 [expr] 13 中的相同文本)说:

The values of the floating operands and the results of floating expressions may be represented in greater precision and range than that required by the type; the types are not changed thereby.

我更喜欢这个声明明确说明这个额外的精度和范围是否可以自由使用(实现可以在某些表达式中使用它,包括子表达式,而在其他表达式中不使用它)或者必须统一使用(如果实现使用额外的精度,它必须在每个浮点表达式中使用它)或根据一些其他规则(例如它可以为 float 使用一个精度,另一个为 double )。

如果我们宽容地解释它,这意味着,在a*b+c , a*b可以用无限的精度和范围来评估,然后可以用实现正常的任何精度和范围来评估加法。这在数学上等同于收缩,因为它与计算 a*b+c 的结果相同。使用融合乘加指令。

因此,通过这种解释,实现可以收缩表达式。

从 C 继承的缩略语

17.4.1.2 [lib.headers] 3(2017 年的 20.5.1.2 [headers] 3 中的类似文本)说:

The facilities of the Standard C Library are provided in 18 additional headers, as shown in Table 12…

表 12 包括 <cmath> , 第 4 段表示这对应于 math.h .从技术上讲,C++ 2003 标准指的是 C 1990 标准,但我没有电子版,也不知道我的纸质拷贝在哪里,所以我将使用 C 2011 标准(但非官方草案 N1570),其中 C++ 2017年草案引用。

C 标准在 <math.h> 中定义, 编译指示 FP_CONTRACT :

#pragma STDC FP_CONTRACT on-off-switch

其中 on-off-switchon允许表达式的收缩或 off禁止他们。它还表示 pragma 的默认状态是实现定义的。

C++ 标准没有定义“facility”或“facilities”。 “设施”的字典定义是“为特定目的提供的地方、设施或设备”(新牛津美国词典,Apple Dictionary 应用程序版本 2.2.2 (203))。便利设施是“建筑物或地方的理想或有用的特征或设施”。 pragma 是为特定目的提供的有用功能,因此它似乎是一种设施,因此包含在 <cmath> 中。 .

因此,使用此 pragma 应该允许或禁止收缩。

结论

  • FP_CONTRACT 时允许收缩是开启的,它可能默认是开启的。

  • 8 [expr] 13 的文本可以解释为有效地允许收缩,即使 FP_CONTRACT关闭,但对于最终解释来说还不够清楚。

关于c++ - C++ 中是否允许浮点表达式收缩?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/49278125/

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