Pourquoi les calculs à virgule flottante diffèrent-ils lorsque l'optimisation du compilateur est activée ?

Résultat différent à virgule flottante avec optimisation activée : une plongée plus approfondie dans le comportement du compilateur

Lorsque vous travaillez avec des opérations à virgule flottante, il est essentiel de comprendre les nuances qui peuvent survenir en raison des optimisations du compilateur. Comme le démontre l'extrait de code fourni, différents niveaux d'optimisation peuvent donner des résultats inattendus dans la précision des calculs à virgule flottante.

Enquête et explication

Le code vise à arrondir une valeur à virgule flottante double précision à un chiffre spécifié. Cependant, avec les optimisations activées dans g , les résultats s'écartent du résultat attendu. Ce comportement vient du fait que les processeurs Intel x86 utilisent en interne une précision étendue (80 bits) pour les calculs en virgule flottante. En revanche, les variables double précision occupent généralement 64 bits.

Lorsque l'optimisation est désactivée (O0), le compilateur stocke les valeurs à virgule flottante en mémoire, garantissant ainsi que la précision de 80 bits est préservée. Cependant, lorsque l'optimisation est activée (O1-O3), le compilateur profite de la précision étendue du processeur en conservant les valeurs dans des registres. Cette optimisation peut entraîner des erreurs d'arrondi lorsque les valeurs sont finalement stockées en mémoire et converties d'une précision de 80 bits à 64 bits.

Options de résolution

Pour atténuer ce problème, les solutions suivantes sont recommandées :

• Utilisez l'option -ffloat-store GCC : Cette option force le compilateur à stocker les valeurs à virgule flottante en mémoire, empêchant ainsi la perte de précision en raison d'optimisations.
• Utilisez le type double long : Ce type de données occupe 80 bits sur les plates-formes gcc, éliminant ainsi le besoin de conversion entre une précision de 80 bits et 64 bits.

Autres considérations :

• Sur les systèmes x86_64, les compilateurs utilisent automatiquement les registres SSE pour les opérations à virgule flottante, évitant ainsi le problème de précision étendue.
• GCC fournit l'option -mfpmath pour contrôler la gestion par le compilateur des mathématiques à virgule flottante.

Concernant Visual Studio 2008

La curieuse observation que le code produit est correcte Les résultats même avec l'optimisation /fp:fast activée dans Visual Studio 2008 témoignent de la fiabilité du compilateur dans ce contexte. Bien qu'il soit généralement recommandé d'utiliser l'option -ffloat-store pour g , Visual Studio 2008 semble gérer ce problème plus efficacement.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!