为什么启用编译器优化后浮点计算会有所不同？

启用优化后的不同浮点结果：深入了解编译器行为

在处理浮点运算时，必须了解因编译​​器优化而可能出现的细微差别。如提供的代码片段所示，不同的优化级别可能会在浮点计算的精度方面产生意想不到的结果。

调查和解释

代码旨在舍入将双精度浮点值转换为指定数字。但是，在 g 中启用优化后，结果会偏离预期输出。此行为源于以下事实：Intel x86 处理器内部利用扩展精度（80 位）进行浮点计算。相反，双精度变量通常占用 64 位。

禁用优化 (O0) 时，编译器将浮点值存储在内存中，确保保留 80 位精度。然而，在启用优化 (O1-O3) 的情况下，编译器通过将值保留在寄存器中来利用处理器的扩展精度。当值最终存储回内存中并从 80 位精度转换为 64 位精度时，此优化可能会导致舍入误差。

分辨率选项

缓解对于此问题，建议采用以下解决方案：

• 利用 -float-store GCC 选项： 此选项强制编译器将浮点值存储在内存中，防止精度损失由于优化。
• 使用 long double 类型：该数据类型在 gcc 平台上占用 80 位，无需在 80 位和 64 位精度之间进行转换。

进一步注意事项：

• 在 x86_64 系统上，编译器自动使用 SSE 寄存器进行浮点运算，避免扩展精度问题。
• GCC 提供 -mfpmath 选项来控制编译器对浮点数学的处理。

关于 Visual Studio 2008

代码产生正确结果的奇怪观察即使在 Visual Studio 2008 中启用 /fp:fast 优化，结果也证明了编译器在这种情况下的可靠性。虽然通常建议对 g 使用 -float-store 选项，但 Visual Studio 2008 似乎可以更有效地处理此问题。

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