在mingw32中的Double到int的隐式转换

Question

我无法解释以下程序的行为（使用mingw 32位上的gcc编译）。我知道将double隐式转换为int时可能会出现精度损失，但我期望两种情况给出相同的输出，因为它们执行的是完全相同的操作。为什么这两个输出不同？

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main()
{
    int table[3] = {2, 3, 4};
    int i, N;

    N = 0;
    N += table[0] * pow(100, 0);
    N += table[1] * pow(100, 1);
    N += table[2] * pow(100, 2);
    printf("%d\n", N);

    N = 0;
    for(i = 0; i < 3; i++)
        N += table[i] * pow(100, i);
    printf("%d\n", N);

    return 0;
}

//output: 
40302
40300

- Étienne

Answer 1

使用pow(100, 0)、pow(100, 1)和pow(100, 2)，编译器将函数调用替换为常量(1, 100, 10000)，但是对于pow(100, i)，由于传递的参数是变量i，编译器必须在运行时实际调用该函数，导致两个pow的结果形式为0.99999999和99.999999，而不是1和100(或其中任意两个)。在乘法后截断为整数时，“丢失”了两个单位。

这是另一个例子，说明从double转换为int只是纯粹的邪恶: 在程序中很难发现微妙的错误(不是编译器错误)。

顺便说一下，我很惊讶编译器使用O2没有展开循环、传播常量并达到相同的优化(用常量结果替换函数调用)。

顺便说一下2，我很惊讶编译器没有仅用两个printf调用替换你的所有代码。

- bolov

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我认为值得一提的是，C标准实际上并没有规定“pow()”的精度，甚至不要求“pow()”在pow(0)和pow(i)（其中i=0）时给出相同的结果。这对于非常小的嵌入式系统进行优化是有意义的，但对我来说确实令人惊讶。 - Étienne

有趣的是，当循环只有两次迭代时，编译器会将其优化掉。 - vgru

@Groo，你的链接指向了一个不同的编译器（gcc 9.2 x86-64），所以结果不同并不奇怪。即使在循环中进行三次迭代，也无法使用gcc 9.2复现我的问题，我的问题是特定于mingw-32位GCC的。 - Étienne