Question

我对这个非常模棱两可的标题道歉。

我今天正在重构一些非常古老的（c89旧）C代码并且遇到了一个非常奇怪的舍入问题。

旧代码使用一堆#define来声明特定计算中使用的某些值。在重构代码时，我打算将计算包装成更可重用的函数，该函数接受值作为参数，但是我在Ubuntu下遇到了一个相当奇怪的舍入问题（在Windows上不是这种情况）。

用示例解释可能更容易：

#include <stdio.h>

#define SOMEVAR   0.001

void test(double value) {
    int calc1 = (int)(1.0 / SOMEVAR); // using the #define directly (so an in-place 0.001)
    int calc2 = (int)(1.0 / value); // using the parameter value

    printf("#define: %d\n", calc1); // prints 1000, as expected
    printf("param:   %d\n", calc2); // prints 999 on Ubuntu and 1000 on Windows
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    test(SOMEVAR);  
}

使用以下命令在Ubuntu上编译

gcc -std=c99 -o test test.c

我知道在浮点运算方面存在精度损失，但这肯定是一个可以解决的问题吗？我真的想将计算封装到一个可重用的函数中，但是从#define切换到函数参数时精度会降低，计算结果都是不正确的。

作为我的意思的一个例子，这里是代码中的一个点的摘录，这会产生巨大的差异：

#define DT  0.001
// -- snip

int steps = (int)(1.0 / DT); // evaluates to 1000
for(int i = 0; i < steps; ++i) 
    // do stuff

VS

void calculate(double dt) {
    int steps = (int)(1.0 / dt); // evaluates to 999
    for(int i = 0; i < steps; ++i)
        // do stuff
}

正如您所看到的，功能化版本将比#define版本少一次迭代，这意味着结果永远不会匹配。

还有其他人遇到过这个问题吗？有没有解决方案，或者我应该停止对抗#define，吸收它并解决它？

编辑：当使用gcc或g++时会发生这种情况（我的重构版本将使用C ++编写，而不是c99 C，为简单起见，我在此示例中仅使用了C语言。）

Answer 1

这看起来像是在这里继续折叠，如果我们查看第一组代码的godbolt output，我们可以看到第一个计算被归结为常数：

movl    $1000, %esi #,

所以在这个例子中，编译器在翻译期间执行计算，因为两个值都是常量，并且它知道表达式实际上只是：

1.0 / 0.001

而在第二种情况下，因为两个值都不是常量，所以编译器在运行时评估：

divsd   %xmm0, %xmm1    # value, D.1987
cvttsd2si   %xmm1, %esi # D.1987, calc2

所以不幸的是，计算不是等价的，在某些情况下可能导致不同的结果，尽管我无法重现您在任何在线编译器上看到的结果。

如果您要重构C ++并且可以使用C ++ 11，那么您始终可以使用constexpr来进行编译时评估：

constexpr double SOMEVAR  = 0.001 ;
//....
constexpr int calc1 = (int)(1.0 / SOMEVAR );

函数参数中的舍入错误

1 个答案: