Question

我有一个RGB颜色类，有两个重载的比较运算符（operator ==）。一个用于self类型，一个用于int（HEX）。

// this one assigns the value correctly
RGB     RGB::operator=(const int hex)
{
    this->r = (hex>>16 & 0xFF) / 255.0f;
    this->g = (hex>>8  & 0xFF) / 255.0f;
    this->b = (hex     & 0xFF) / 255.0f;
    return *this;
}
//--------------------------------------------------------------------------------------
// also works
bool    RGB::operator==(const RGB &color)
{
    return (r == color.r && g == color.g && b == color.b);
}
// this is evil
bool    RGB::operator==(const int hex)
{
    float rr = (hex>>16 & 0xFF) / 255.0f;
    float gg = (hex>>8  & 0xFF) / 255.0f;
    float bb = (hex     & 0xFF) / 255.0f;

    // if i uncomment these lines then everything is fine
    //std::cout<<r<<" "<<rr<<std::endl;
    //std::cout<<g<<" "<<gg<<std::endl;
    //std::cout<<b<<" "<<bb<<std::endl;

    return (r == rr &&
            g == gg &&
            b == bb);
}

RGB::RGB(int hex) 
{ 
  setHex(hex); 
} 

inline void RGB::setHex(unsigned hex) 
{ 
  r = (float)(hex >> 16 & 0xFF) / 255.0f; 
  g = (float)(hex >> 8 & 0xFF) / 255.0f; 
  b = (float)(hex & 0xFF) / 255.0f; 
}

...然后我在main.cpp中比较：

RGB a = 0x555555;
bool equals = (a == 0x555555); // returns false

我不知道会发生什么。比较返回false，但如果我取消注释定义中的std :: cout行，则函数按预期工作并返回true。

这也没有问题：

RGB a = 0x555555;
RGB b = 0x555555;
bool equals = (a == b); // returns true

有人有想法吗？

Answer 1

如果没有优化，您不应该获得浮点比较效果。这是因为在这两种情况下你都有相同的功能。

如果没有优化，以下情况属实：

float func(float);
float a = ...;
func(a) == func(a); //< always true

这就是你所拥有的，你的函数是移位并除以255。

然而 - 通过优化，这是一个不同的故事。 GCC进行了优化（参见例如-freciprocal-math，-fassociative-math），可以重新排列表达式。

在您的情况下，您有：

float rr = (X) / 255.0f;
...
r == rr

例如，它可以在优化时做一些与此相关的事情：

255.0f * r == (X)

现在会受到浮点比较效果的影响。然而，通过在中间引入stdout，你迫使它更接近于它们的编写方式来评估表达式，这再次使你回到在同一函数上对自己评估真值的理智。

您可以更改类的定义以将值存储为整数，并仅在需要浮点数时转换为float，或者存储十六进制表示和浮点数并使用十六进制进行比较。或者你可以使用大于/小于而不是双等于比较来测试两个浮点值是否在彼此的1/255之内。例如。像这样的东西：

return (abs(r - rr) < 1/255.0f && ...);

Answer 2

你知道你的事实吗？ RGB::operator=()永远不会被召唤？

RGB a = 0x555555;

调用RGB的构造函数，该构造函数接受int。如果没有定义任何这样的构造函数，您的代码将无法编译，因此，给出的代码段不完整。然而，

RGB a;
a = 0x555555;

默认构造RGB实例并调用您的RGB::operator=(int). I tried your code with both, clang++ and g++ and the comparison always evaluates to true`。

代码在注释或注释时std::cout行的行为方式不同，这一点非常奇怪。这可能是一些优化问题以及浮点数比较邪恶：google进行“浮点比较”以了解原因。为了验证这一点，我会附加一个调试器，并查看r，rr，g，gg的实际（十六进制）值，{ {1}}和b。

请注意，您的赋值运算符应返回对bb的引用，而不是副本。

Answer 3

谢谢大家，问题在于JoshG79所说的优化。为了解决这个问题，首先我尝试将计算存储在volatile变量中，这可能会阻止它们进行优化，但是它们会做一些其他的事情而导致开销。所以我决定使用GCC function attributes。

所以标题中的函数声明如下所示：

bool operator==(const unsigned int hex) __attribute__((optimize("O0")));

现在一切都很好，就像魅力一样。

重载的比较运算符失败[C ++ 11]

3 个答案: