草庐IT

c++ - 为什么这两种代码变体会产生不同的浮点结果？

coder 2023-11-15 原文

给定此示例 C++ 代码片段:

void floatSurprise()
{
    // these come from some sort of calculation
    int a = 18680, b = 3323524, c = 121;
    float m = float(a) / c;

    // variant 1: calculate result from single expression
    float r1 = b - (2.0f * m * a) + (m * m * c);
    cout << "r1 = " << r1 << endl;

    // variant 2: break up the expression into intermediate parts, 
    /// then calculate 
    float
        r2_p1 = 2.0f * m * a,
        r2_p2 = m * m * c,
        r2 = b - r2_p1 + r2_p2;

    cout << "r2 = " << r2 << endl;
}

输出是:

dev1 = 439703
dev2 = 439702

在调试器中查看时，值实际上分别为 439702.50 和 439702.25，这本身很有趣 - 不确定为什么 iostream 默认打印没有小数部分的 float 。 编辑: 这样做的原因是 cout 的默认精度设置太低，至少需要 cout < setprecision(7)="">

但我更感兴趣的是为什么我会得到不同的结果。我想这与舍入和 int 与所需的 float 输出类型的一些微妙相互作用有关，但我不能指手画脚。哪个值是正确的？

我很惊讶用这么简单的一段代码这么容易搬起石头砸自己的脚。任何见解将不胜感激!编译器为VC++2010。

EDIT2:我做了更多调查，使用电子表格为中间变量生成“正确”值，发现(通过跟踪)它们确实被修剪了，导致精度损失最终结果。我还发现了单个表达式的问题，因为我实际上使用了一个方便的函数来计算平方而不是那里的 m * m:

template<typename T> inline T sqr(const T &arg) { return arg*arg; }

即使我问得很好，编译器显然没有内联它，而是单独计算值，在将值返回给表达式之前修剪结果，再次扭曲结果。哎哟。

最佳答案

你应该阅读我关于为什么在 C# 中会发生同样的事情的长长的回答:

(.1f+.2f==.3f) != (.1f+.2f).Equals(.3f) Why?

总结:首先，使用 float 只能得到大约七位小数的精度。如果您在整个计算过程中使用精确的算术对其进行正确运算，则正确答案约为 439702.51239669...因此，无论哪种情况，考虑到 float 的局限性，您都非常接近正确答案。

但这并不能解释为什么您使用看起来完全相同的计算得到不同的结果。答案是:允许编译器有很大的自由度来使你的数学更准确，显然你遇到了两种情况，优化器采用逻辑上相同的表达式并且没有将它们优化到相同的代码。

无论如何，请仔细阅读我关于 C# 的回答；其中的所有内容同样适用于 C++。

关于c++ - 为什么这两种代码变体会产生不同的浮点结果？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/15490061/

变体ampsectionfloat的c++floating-point

有关c++ - 为什么这两种代码变体会产生不同的浮点结果？的更多相关文章

  1. ruby - 为什么我可以在 Ruby 中使用 Object#send 访问私有(private)/ protected 方法？ - 2

    类classAprivatedeffooputs:fooendpublicdefbarputs:barendprivatedefzimputs:zimendprotecteddefdibputs:dibendendA的实例a=A.new测试a.foorescueputs:faila.barrescueputs:faila.zimrescueputs:faila.dibrescueputs:faila.gazrescueputs:fail测试输出failbarfailfailfail.发送测试[:foo,:bar,:zim,:dib,:gaz].each{|m|a.send(m)resc

  2. ruby-on-rails - Rails - 子类化模型的设计模式是什么？ - 2

    我有一个模型:classItem项目有一个属性“商店”基于存储的值，我希望Item对象对特定方法具有不同的行为。Rails中是否有针对此的通用设计模式？如果方法中没有大的if-else语句，这是如何干净利落地完成的？ 最佳答案 通常通过Single-TableInheritance. 关于ruby-on-rails-Rails-子类化模型的设计模式是什么？，我们在StackOverflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.co

  3. ruby - 如何在 buildr 项目中使用 Ruby 代码？ - 2

    如何在buildr项目中使用Ruby？我在很多不同的项目中使用过Ruby、JRuby、Java和Clojure。我目前正在使用我的标准Ruby开发一个模拟应用程序，我想尝试使用Clojure后端(我确实喜欢功能代码)以及JRubygui和测试套件。我还可以看到在未来的不同项目中使用Scala作为后端。我想我要为我的项目尝试一下buildr(http://buildr.apache.org/)，但我注意到buildr似乎没有设置为在项目中使用JRuby代码本身!这看起来有点傻，因为该工具旨在统一通用的JVM语言并且是在ruby中构建的。除了将输出的jar包含在一个独特的、仅限ruby​​

  4. ruby - 什么是填充的 Base64 编码字符串以及如何在 ruby​​ 中生成它们？ - 2

    我正在使用的第三方API的文档状态:"[O]urAPIonlyacceptspaddedBase64encodedstrings."什么是“填充的Base64编码字符串”以及如何在Ruby中生成它们。下面的代码是我第一次尝试创建转换为Base64的JSON格式数据。xa=Base64.encode64(a.to_json) 最佳答案 他们说的padding其实就是Base64本身的一部分。它是末尾的“=”和“==”。Base64将3个字节的数据包编码为4个编码字符。所以如果你的输入数据有长度n和n%3=1=>"=="末尾用于填充n%

  5. ruby - 解析 RDFa、微数据等的最佳方式是什么，使用统一的模式/词汇(例如 schema.org)存储和显示信息 - 2

    我主要使用Ruby来执行此操作，但到目前为止我的攻击计划如下:使用gemsrdf、rdf-rdfa和rdf-microdata或mida来解析给定任何URI的数据。我认为最好映射到像schema.org这样的统一模式，例如使用这个yaml文件，它试图描述数据词汇表和opengraph到schema.org之间的转换:#SchemaXtoschema.orgconversion#data-vocabularyDV:name:namestreet-address:streetAddressregion:addressRegionlocality:addressLocalityphoto:i

  6. ruby-on-rails - Rails 源代码 : initialize hash in a weird way? - 2

    在rails源中:https://github.com/rails/rails/blob/master/activesupport/lib/active_support/lazy_load_hooks.rb可以看到以下内容@load_hooks=Hash.new{|h,k|h[k]=[]}在IRB中，它只是初始化一个空哈希。和做有什么区别@load_hooks=Hash.new 最佳答案 查看rubydocumentationforHashnew→new_hashclicktotogglesourcenew(obj)→new_has

  7. ruby - 为什么 4.1%2 使用 Ruby 返回 0.0999999999999996？但是 4.2%2==0.2 - 2

    为什么4.1%2返回0.0999999999999996？但是4.2%2==0.2。 最佳答案 参见此处:WhatEveryProgrammerShouldKnowAboutFloating-PointArithmetic实数是无限的。计算机使用的位数有限(今天是32位、64位)。因此计算机进行的浮点运算不能代表所有的实数。0.1是这些数字之一。请注意，这不是与Ruby相关的问题，而是与所有编程语言相关的问题，因为它来自计算机表示实数的方式。 关于ruby-为什么4.1%2使用Ruby返

  8. ruby-on-rails - 如何优雅地重启 thin + nginx？ - 2

    我的瘦服务器配置了nginx，我的ROR应用程序正在它们上运行。在我发布代码更新时运行thinrestart会给我的应用程序带来一些停机时间。我试图弄清楚如何优雅地重启正在运行的Thin实例，但找不到好的解决方案。有没有人能做到这一点？ 最佳答案 #Restartjustthethinserverdescribedbythatconfigsudothin-C/etc/thin/mysite.ymlrestartNginx将继续运行并代理请求。如果您将Nginx设置为使用多个上游服务器，例如server{listen80;server

  9. ruby - ruby 中的 TOPLEVEL_BINDING 是什么？ - 2

    它不等于主线程的binding，这个toplevel作用域是什么？此作用域与主线程中的binding有何不同？>ruby-e'putsTOPLEVEL_BINDING===binding'false 最佳答案 事实是，TOPLEVEL_BINDING始终引用Binding的预定义全局实例，而Kernel#binding创建的新实例>Binding每次封装当前执行上下文。在顶层，它们都包含相同的绑定(bind)，但它们不是同一个对象，您无法使用==或===测试它们的绑定(bind)相等性。putsTOPLEVEL_BINDINGput

  10. ruby - Infinity 和 NaN 的类型是什么？ - 2

    我可以得到Infinity和NaNn=9.0/0#=>Infinityn.class#=>Floatm=0/0.0#=>NaNm.class#=>Float但是当我想直接访问Infinity或NaN时:Infinity#=>uninitializedconstantInfinity(NameError)NaN#=>uninitializedconstantNaN(NameError)什么是Infinity和NaN？它们是对象、关键字还是其他东西？ 最佳答案 您看到打印为Infinity和NaN的只是Float类的两个特殊实例的字符串

随机推荐