C++ C++；，浮点算术运算如何得到优化？

在x86体系结构上测试极限情况下的简单算术运算时，我观察到一个令人惊讶的行为：

const double max = 9.9e307; // Near std::numeric_limits<double>::max()
const double init[] = { max, max, max };

const valarray<double> myvalarray(init, 3);
const double mysum = myvalarray.sum();
cout << "Sum is " << mysum << endl;             // Sum is 1.#INF
const double myavg1 = mysum/myvalarray.size();
cout << "Average (1) is " << myavg1 << endl;    // Average (1) is 1.#INF
const double myavg2 = myvalarray.sum()/myvalarray.size();
cout << "Average (2) is " << myavg2 << endl;    // Average (2) is 9.9e+307

（不过，这次gcc将平均值（2）设置为

#INF

：）

有人愿意解释一下这种“效果”是如何实现的吗

这是一个“特征”吗？或者我可以认为这是“意外的行为”而不是简单的“令人惊讶”？

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感谢您的猜测，但是：可能是在浮点寄存器中直接计算平均值（2），该寄存器的宽度为80位，溢出时间晚于64位存储器中的双精度存储器。您应该检查代码的反汇编，看看是否确实如此。

在某些情况下，编译器可以使用比声明的类型所隐含的类型更宽的类型，但好吧，这不是其中之一

因此，我认为我们有一个类似的效果，在不应该的情况下使用额外的精度

x86有80位FP内部寄存器。虽然gcc倾向于以最大精度使用它们（因此是bug 323），但我的理解是MSVC将精度设置为53位，即64位的两倍。但延长的显著性并不是80位FP的唯一区别，指数范围也增加了。和IIRC，x86中没有强制使用64位双精度范围的设置

代码板现在似乎不可访问，否则我会在没有80位长双精度码的体系结构上测试您的代码

g++ -O0 -g -S test.cpp  -o test.s0
g++ -O3 -g -S test.cpp  -o test.s3

比较test.s[03]可以看出，实际上valarray:：sum甚至不再被调用。我已经看了很长时间了，但以下片段似乎是定义片段：

    .loc 3 16 0 ; test.s0

    leal    -72(%ebp), %eax
    movl    %eax, (%esp)
    call    __ZNKSt8valarrayIdE3sumEv
    fstpl   -96(%ebp)
    leal    -72(%ebp), %eax
    movl    %eax, (%esp)
    call    __ZNKSt8valarrayIdE4sizeEv
    movl    $0, %edx
    pushl   %edx
    pushl   %eax
    fildq   (%esp)
    leal    8(%esp), %esp
    fdivrl  -96(%ebp)
    fstpl   -24(%ebp)

    .loc 3 17 0

对

    .loc 1 16 0 ; test.s3
    faddl   16(%eax)
    fdivs   LC3
    fstpl   -336(%ebp)
LVL6:
LBB449:
LBB450:
    .loc 4 514 0

---

这是一种特征，或者至少是故意的。 基本上，x86上的浮点寄存器具有更多 精度和范围比双精度（15位指数，而不是 11，64位matissa，而不是52）。C++标准允许 对中间值使用更高的精度和范围，以及 几乎所有英特尔编译器都会在某些情况下这样做 情况；表现上的差异是显著的。 是否获得扩展精度取决于何时 以及编译器是否溢出到内存中。（将结果保存在 命名变量需要编译器将其转换为实际变量 双精度，至少根据标准） 我见过的更糟糕的情况是一些代码基本上做到了：

return p1->average() < p2->average()

返回p1->average（）average（）

，使用

average（）

在内部表上执行预期的操作 在数据中。在某些情况下，

p1

和

p2

实际上是一个关键点 对于相同的元素，但返回值仍然为true； 其中一个函数调用的结果将溢出到 内存（并截断为

double

），另一个 保留在浮点寄存器中

（该函数用作排序的排序函数，

sort

， 结果代码崩溃了，因为由于这种影响 没有定义足够严格的订购标准

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排序

超出传递给它的范围时的代码。）

无法访问。

init

数组的内容是什么<代码>{9.9e+307,9.9e+307,9.9e+307}？@KennyTM:是的，我忘了我问题中的代码（现在更新）。谢谢。MSVC有一个选项（一致的FP操作）来打开或关闭这个“功能”。事实上，我相信它是允许使用额外精度的地方之一（它在单个语句中，没有显式转换，所有内容都是内联的）。另外，正如引用的错误中所解释的，如果编译器想要充分利用x87 fpu，无论是否应该使用，它都必须使用更高的精度。@Mark B：在阅读引用的错误后，我相信关闭“功能”在这种情况下不会有帮助，因为只有尾数的大小可以减少，而指数的大小不能减少。溢出发生的时间取决于指数。@Mark B:找到了，谢谢你指出。

return p1->average() < p2->average()