运行测试与调试测试=不同的结果

Question

我们有一些单元测试可以检查方程线性系统解的结果，将浮点数与delta进行比较。

尝试调整增量，我注意到Visual Studio Run test和Debug test模式之间的相同数字略有变化。

为什么会这样？当我调试测试时，#if DEBUG部分被禁用，因此执行的代码应该是相同的。

感谢。

Answer 1

对于在典型的DEBUG和RELEASE构建（未优化与优化）之间产生不同结果的代码的简单示例，请在LINQPad中尝试：

void Main()
{
    float a = 10.0f / 3;
    float b = 10;
    b /= 3;

    (a == b).Dump();
    (a - b).Dump();
}

如果执行此操作并进行优化（确保LINQPad窗口中的小按钮一直向下转到“/ o +”），您将得到以下结果：

False
-7,947286E-08

如果您禁用它，请关闭优化，您可以这样做：

True
0

请注意，生成的IL代码是相同的：

请注意，地址不同，这可能表明此处除了纯IL之外还有其他内容，但我不知道这可能是什么。

Answer 2

有各种各样的事情会影响浮点计算，其中最重要的是是否实际将值写入本地/字段。对于优化构建，JIT可以将值保存在寄存器中 - FPU寄存器为80位宽，以最大限度地减少累积错误。如果它需要将值实际写入32位（float）或64位（double）本地或字段，则必然会丢失一些。所以，是的，如果它可以完成寄存器中的所有工作 - 它可以提供不同的（通常更“正确”）结果，而不是将中间值写入本地等。

还有其他可用的寄存器，但我怀疑它们在这里使用：XMM / SSE寄存器是128位; SIMD可以（取决于机器）最多512位。

Answer 3

如果您运行构建，它将使用完整的jit优化执行，即。在运行时，jit编译器会做一些聪明的事情。

如果您调试相同的构建，则将关闭jit optimisations。因此，jit编译器将生成不同的机器代码指令。

优化程度各不相同。一个例子是存储变量。变量存储在寄存器中，并非所有寄存器都具有相同的大小。如果代码被优化，则可以按顺序移除或洗牌某些步骤。因此，给定操作的寄存器选择可能会改变。因此，储值的准确性会发生变化。

这会导致浮点计算的输出不同。

编译器通常保证最低精度，但很少达到中间步骤的最大精度。

另见CLR JIT optimizations violates causality?

Answer 4

即使Visual Studio Ctrl+F5和F5也会产生不同的浮点值。打印准确值的唯一选择是在Release模式下运行并且不使用Visual Studio（Ctrl+F5）时从代码创建文本文件。不同的机器会产生不同的浮点值，因此由您决定生成它的位置。

通过这种方式，您的所有浮点数都将完全匹配！