C基础：双精度变量不等于双精度表达式？

Question

C基础：双精度变量不等于双精度表达式？

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我正在处理一个名为indata的double数组（在堆中，用malloc分配），还有一个名为sum的本地double变量。

我编写了两个不同的函数来比较indata中的值，并获得了不同的结果。最终我确定差异是由于一个函数在条件测试中使用了一个表达式，而另一个函数在同一条件测试中使用了一个本地变量。我希望它们是等价的。

我的函数A使用：

    if (indata[i]+indata[j] > max) hi++;

我的函数B使用：

    sum = indata[i]+indata[j];
    if (sum>max) hi++;

使用相同的数据集和max后，根据所使用的函数不同，我得到了不同的hi值。我认为函数B是正确的，而函数A是误导性的。类似地，当我尝试下面的代码片段时：

    sum = indata[i]+indata[j];
    if ((indata[i]+indata[j]) != sum) etc.

这个条件语句会评估为真。

虽然我知道浮点数不一定提供精确的表示，但为什么当作为表达式进行评估时，这种非准确的表示会改变，而在变量中存储时却不会？建议最佳实践是在条件之前始终评估双精度表达式吗？谢谢！

- stilllearning

这基本上是因为计算机无法完全精确地表示数字。请阅读有关浮点数的内容。 - Iharob Al Asimi

@iharob 他在最后一段承认了这一点。但是这并不能解释为什么根据是否将结果分配给变量会有所不同。 - Barmar

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当赋值发生在B中时，需要将值四舍五入到最接近的“double”值（通常为64位）。在函数A中，条件表达式可能使用更高的精度进行评估（例如80位）。 - user3386109

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如果代码确实是为 x86 而不是 x86-64 编译的，因此使用的是 x87 而不是 SSE 浮点指令，那么这确实是最有可能的解释。 - Dolda2000

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请查看http://www.exploringbinary.com/when-doubles-dont-behave-like-doubles/。 - Rick Regan

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1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- R.. GitHub STOP HELPING ICE · Accepted Answer

我怀疑您正在使用32位x86，这是唯一一个受到过度精度影响的常见架构。在C语言中，类型为float和double的表达式实际上被评估为float_t或double_t，它们与float和double之间的关系反映在FLT_EVAL_METHOD宏中。在x86的情况下，两者都定义为long double，因为fpu实际上无法执行单精度或双精度算术运算（它有模式位以允许这样做，但行为略有不同，因此不能使用）。

将类型为float或double的对象赋值是强制舍入并摆脱过度精度的一种方法，但您也可以只添加一个(double)的无意义转换，如果您希望将其保留为表达式而没有分配操作。

请注意，强制将四舍五入到所需精度与在所需精度上执行算术运算不等效；您现在有两个舍入步骤（在计算期间和再次删除不需要的精度），并且在第一次舍入给您一个精确的中点的情况下，第二次舍入可能会朝着“错误”的方向进行。这个问题通常称为双重舍入，它使得在某些类型的计算中过度精度比名义精度显著更糟糕。