何时调用Double的==运算符?

时间:2013-02-19 12:53:24

标签: c# .net

这一切都始于某人向我提出的一个技巧问题..(在书中提到 - 简而言之C#)这是它的要点。

Double a = Double.NaN;
Console.WriteLine(a == a); // => false
Console.WriteLine(a.Equals(a)); // => true

以上看似不对。 a应始终为==自身(参考平等)&两者都应该是一致的。

似乎Double重载了==运算符。反射器确认如下:

[__DynamicallyInvokable]
public static bool operator ==(double left, double right)
{
    return (left == right);
}

奇怪的是看起来递归并且没有提到NaN特定行为。那为什么它会返回假?

所以我添加了一些代码来区分

var x = "abc";
var y = "xyz";
Console.WriteLine(x == y); // => false

现在我看到了

    L_0001: ldc.r8 NaN
    L_000a: stloc.0 
    L_000b: ldloc.0 
    L_000c: ldloc.0 
    L_000d: ceq 
    L_000f: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(bool)
    L_0014: nop 
    L_0015: ldloca.s a
    L_0017: ldloc.0 
    L_0018: call instance bool [mscorlib]System.Double::Equals(float64)
    L_001d: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(bool)
    L_0022: nop 
    L_0023: ldstr "abc"
    L_0028: stloc.1 
    L_0029: ldstr "xyz"
    L_002e: stloc.2 
    L_002f: ldloc.1 
    L_0030: ldloc.2 
    L_0031: call bool [mscorlib]System.String::op_Equality(string, string)
    L_0036: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(bool)
  • 对于双精度数,==运算符调用转换为ceq IL操作码
  • 对于字符串,它转换为System.String :: op_Equality(string,string)。

果然documentation for ceq指定它是特殊的浮点数和NaN。这解释了观察结果。

问题:

  • 为什么在Double上定义op_Equality? (并且实现不会影响NaN特定行为)
  • 何时调用?

3 个答案:

答案 0 :(得分:11)

反射器的错误解释

您从Reflector看到的反编译实际上是Reflector中的错误。反射器需要能够反编译一个比较两个双精度的函数;在这些函数中,您会在代码中找到ceq。因此,Reflector将ceq指令解释为两个双精度之间的==,以帮助反编译一个比较两个双精度的函数。

默认情况下,值类型不带有==实现。 (Don't user-defined structs inherit an overloaded == operator?)但是,所有内置标量类型都有一个显式重载的运算符,编译器转换为适当的CIL。重载还包含一个简单的基于ceq的比较,因此==运算符重载的动态/后期绑定/基于反射的调用不会失败。


更多细节

  

对于预定义的值类型,等于运算符(==)返回true,如果   其操作数的值相等,否则为false。以供参考   除了string之外的类型,==如果它的两个操作数引用则返回true   同一个对象。对于字符串类型,==比较的值   字符串。

- http://msdn.microsoft.com/en-us/library/53k8ybth.aspx

你所说的暗示==使用引用类型语义来比较double。但是,由于double是值类型,因此它使用值语义。这就是3 == 3为真的原因,即使它们是不同的堆栈对象。

您几乎可以将此编译器转换视为LINQ的Queryable对象如何包含带有代码的扩展方法,但编译器会将这些调用转换为表达式树,而不是传递给LINQ提供程序。在这两种情况下,底层函数永远不会被调用。


Double的比较语义

Double的文档确实提到了ceq CIL指令的工作方式:

  

如果通过调用Equals方法测试两个Double.NaN值的相等性,则该方法返回true。但是,如果使用等于运算符测试两个NaN值的相等性,则运算符返回false。当您想确定Double的值是否不是数字(NaN)时,另一种方法是调用IsNaN方法。

- http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ya2zha7s.aspx


原始编译器源

如果您查看反编译的C#编译器源代码,您将找到以下代码来处理双重比较直接转换为ceq

private void EmitBinaryCondOperator(BoundBinaryOperator binOp, bool sense)
{
    int num;
    ConstantValue constantValue;
    bool flag = sense;
    BinaryOperatorKind kind = binOp.OperatorKind.OperatorWithLogical();
    if (kind <= BinaryOperatorKind.GreaterThanOrEqual)
    {
        switch (kind)
        {
            ...

            case BinaryOperatorKind.Equal:
                goto Label_0127;

            ...
        }
    }
...
Label_0127:
    constantValue = binOp.Left.ConstantValue;
    if (((constantValue != null) && constantValue.IsPrimitiveZeroOrNull) && !constantValue.IsFloating)
    {
        ...
        return;
    }
    constantValue = binOp.Right.ConstantValue;
    if (((constantValue != null) && constantValue.IsPrimitiveZeroOrNull) && !constantValue.IsFloating)
    {
        ...
        return;
    }
    this.EmitBinaryCondOperatorHelper(ILOpCode.Ceq, binOp.Left, binOp.Right, sense);
    return;
}

上面的代码来自Roslyn.Compilers.CSharp.CodeGen.CodeGenerator.EmitBinaryCondOperator(...),我添加了“...”,以使代码更具可读性。

答案 1 :(得分:2)

msdn中声明;

  

如果通过调用Equals来测试两个Double.NaN值的相等性   方法,该方法返回true。但是,如果测试了两个NaN值   为了通过使用相等运算符进行相等,运算符返回   假。当您想确定Double的值是否不是时   一个数字(NaN),另一种方法是调用IsNaN方法。

这是符合IEC 60559:1989的要求,因为它声明两个NaN值不相等,因为它们不被视为数字,因此op_Equal定义符合此标准;

  

根据IEC 60559:1989,两个浮点数的值为   NaN永远不会相等。但是,根据规范   System.Object :: Equals方法,希望覆盖此方法   提供价值平等语义。由于System.ValueType提供   这个功能通过使用Reflection,描述   Object.Equals特别指出值类型应该考虑   覆盖默认的ValueType实现以获得性能   增加。事实上从查看源头   System.ValueType :: Equals(clr \ src \ BCL \ System \ ValueType.cs的第36行   在SSCLI中,甚至还有来自CLR Perf团队的评论   System.ValueType :: Equals的效果不快。

请参阅:http://blogs.msdn.com/b/shawnfa/archive/2004/07/19/187792.aspx

答案 2 :(得分:1)

来自msdn:http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ya2zha7s.aspx

  

如果通过调用Equals来测试两个Double.NaN值的相等性   方法,该方法返回true。但是,如果测试了两个NaN值   为了通过使用相等运算符进行相等,运算符返回   假。当您想确定Double的值是否不是时   一个数字(NaN),另一种方法是调用IsNaN方法。