具有浮点数的 C++ 程序的输出是可预测的吗?

Is the output of a c++ program with floating point predictable?

本文关键字：输出 浮点数 C++ 程序      更新时间：2023-10-16

我的C++程序计算一些浮点数x并打印出来：

cout << x;

对我来说，所有计算机的输出都相同很重要。由于"全部"非常宽泛，让我们关注以下内容：

G++ 6/
  • 7/8、CLang++ 5/6 中的不同编译器;
  • 不同的 Linux 系统 - Ubuntu 16.04/18.04;
  • 独立 Linux 与 Windows 子系统 Linux;
  • 不同的硬件 - 英特尔与AMD具有不同的规格。

在上述所有组合中，输出是否保证相同？

如果没有，我可以通过降低精度来保证相同的输出，例如：

cout << setprecision(4) << x;

？如果没有，我还能做些什么来在机器之间实现一致的输出？

是否保证上述所有组合的输出都相同？

不。

C++标准很少保证浮点表示。

我可以通过降低精度来保证相同的输出，例如：

cout << setprecision(4) << x;

否

如果计算的准确结果刚好在舍入方向的边界处，则计算之间的任意小差异可能会改变结果。四舍五入会放大计算之间的差异。

如果没有，我还能做些什么来在机器之间实现一致的输出？

  • 使用硬件浮点数以外的其他内容。软件浮点或定点运算。
    • 要么使用
  • 固定宽度的整数来实现该算术，以便一个系统的精度不会高于另一个系统，要么使用任意精度。
  • 如果不使用任意精度，则仅使用其计算顺序由语言定义的表达式，以便编译器之间的差异不会导致不同的错误量。
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