C关联中的浮点操作?
加法数学上保持关联属性:
(a + b) + c = a + (b + c)
在一般情况下,该属性不适用于浮点数,因为它们以有限精度表示值。
作为优化的一部分,是否允许编译器在从C程序生成机器代码时进行上述替换? C标准究竟在哪里说的?
编译器不允许执行“优化”,这会导致计算出不同的值,而不是根据抽象机器语义计算的值。
5.1.2.3程序执行
[#1]本国际标准中的语义描述描述了优化问题无关的抽象机器的行为。
[#3]在抽象机器中,所有表达式都按照语义指定的方式进行评估。
[#13]示例5由于精度和范围的限制,浮点表达式的重新排列通常受到限制。 由于四舍五入误差,即使在没有上溢和下溢的情况下,实现通常不能将数学关联规则应用于加法或乘法,也不能应用分配规则。
在你的例子中:
(a + b) + c
甚至没有括号:
a + b + c
我们有
+
/
+ c
/
a b
并且需要编译器生成代码,就好像a
与b
相加并且结果与c
相加。
C中的浮点乘法不是关联的。
In C, Floating point multiplication is not associative.
这个C代码有一些证据:
选择三个随机浮点值。
检查a*(b*c)
是否不等于(a*b)*c
#include<stdio.h>
#include<time.h>
#include<stdlib.h>
using namespace std;
int main() {
int counter = 0;
srand(time(NULL));
while(counter++ < 10){
float a = rand() / 100000;
float b = rand() / 100000;
float c = rand() / 100000;
if (a*(b*c) != (a*b)*c){
printf("Not equaln");
}
}
printf("DONE");
return 0;
}
该程序打印:
Not equal
Not equal
Not equal
Not equal
DONE
RUN FINISHED; exit value 0; real time: 10ms; user: 0ms; system: 0ms
结论:
对于我的测试,三个随机选择的浮点乘法值大约70%的时间是关联的。
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