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c++ - 正弦结果取决于使用的 C++ 编译器

coder 2023-05-02 原文

我使用以下两种 C++ 编译器:

  • cl.exe :Microsoft (R) C/C++ 优化编译器 Version 19.00.24210 for x86
  • g++ : g++ (Ubuntu 5.2.1-22ubuntu2) 5.2.1 20151010

当使用内置正弦函数时，我得到不同的结果。这并不重要，但有时结果对我来说太重要了。这是一个带有“硬编码”值的示例:

printf("%f\n", sin(5451939907183506432.0));

cl.exe 的结果:

0.528463

g++ 的结果:

0.522491

我知道 g++ 的结果更准确，我可以使用额外的库来获得相同的结果，但这不是我的意思。我真的会明白这里发生了什么:为什么 cl.exe 错了？

有趣的是，如果我在参数上应用 (2 * pi) 的模，那么我得到的结果与 g++ 相同...

[编辑] 只是因为我的示例对你们中的一些人来说看起来很疯狂:这是伪随机数生成器的一部分。知道正弦的结果是否准确并不重要:我们只需要它给出一些结果。

最佳答案

你有一个 19 位的字面量，但 double 通常有 15-17 位的精度。结果，您可以获得较小的相对误差(当转换为 double 时)，但足够大(在正弦计算的上下文中)绝对误差。

实际上，标准库的不同实现在处理如此大的数字方面存在差异。比如在我的环境中，如果我们执行

std::cout << std::fixed << 5451939907183506432.0;

g++ 结果将是 5451939907183506432.000000
cl 结果将是 5451939907183506400.000000

不同之处在于 19 之前的 cl 版本有一个格式化算法，它只使用有限的位数，并用零填充剩余的小数位。

另外，让我们看看这段代码:

double a[1000];
for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
    a[i] = sin(5451939907183506432.0);
}
double d = sin(5451939907183506432.0);
cout << a[500] << endl;
cout << d << endl;

使用我的 x86 VC++ 编译器执行时，输出为:

0.522491
0.528463

看来填充数组的时候sin被编译到__vdecl_sin2的调用，而有单次操作的时候，被编译到的调用>__libm_sse2_sin_precise(使用 /fp:precise)。

在我看来，您的数字对于 sin 计算来说太大了，无法期望来自不同编译器的相同行为并期望通常的正确行为。

关于c++ - 正弦结果取决于使用的 C++ 编译器，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/46711285/

amp43codestrongsectionc++precisiontrigonometry

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