37

Guile 1.8.8我在 OS X的解释器中练习 Scheme 。我注意到了一些有趣的事情。

这expt是基本上做幂运算的函数expt(b,n) = b^n：

 (define (square x) (* x x))
 (define (even? x) (= (remainder x 2) 0))
 (define (expt b n) 
      (cond ((= n 0) 1)
        ((even? n) (square (expt b (/ n 2))))
        (else (* b (expt b (- n 1))))
      ))

如果我尝试一些输入

 > (expt 2 10)
 1024
 > (expt 2 63)
 9223372036854775808

奇怪的部分来了：

 > (expt 2 64)
 0

更奇怪的是，直到n=488它停留在0：

 > (expt 2 487)
 0
 > (expt 2 488)
 79916762888089401123.....
 > (expt 2 1000)
 1071508607186267320948425049060....
 > (expt 2 10000)
 0

当我使用repl.it在线解释器尝试此代码时，它按预期工作。那么Guile到底有什么问题呢？

（注意：在某些方言中，remainder函数称为mod。）

4

3 回答 3

36

我最近在 Guile 2.0 中修复了这个错误。当 C 编译器开始优化溢出检查时，该错误就出现了，理论上如果发生有符号整数溢出，则行为是未指定的，因此编译器可以做任何它喜欢的事情。

于 2013-01-24T09:58:10.057 回答
11

我可以在 OS X 上使用 guile 2.0.6 重现该问题。归结为：

> (* 4294967296 4294967296)
$1 = 0

我的猜测是 guile 使用原生 int 类型来存储小数字，然后在原生 int 太小时切换到由 GNU MP 支持的 bignums。也许在那种特殊情况下，检查失败，并且计算溢出了本机 int。

有趣的是，以下循环显示了 2^32 和 2^60 之间的 2 的平方结果为 0：

(let loop
    ((x 1)
     (exp 0))
  (format #t "(2^~s) ^ 2 = ~s\n" exp (* x x))
  (if (< exp 100)
      (loop (* 2 x) (+ 1 exp))))

结果是：

(2^0) ^ 2 = 1
(2^1) ^ 2 = 4
(2^2) ^ 2 = 16
(2^3) ^ 2 = 64
(2^4) ^ 2 = 256
(2^5) ^ 2 = 1024
(2^6) ^ 2 = 4096
(2^7) ^ 2 = 16384
(2^8) ^ 2 = 65536
(2^9) ^ 2 = 262144
(2^10) ^ 2 = 1048576
(2^11) ^ 2 = 4194304
(2^12) ^ 2 = 16777216
(2^13) ^ 2 = 67108864
(2^14) ^ 2 = 268435456
(2^15) ^ 2 = 1073741824
(2^16) ^ 2 = 4294967296
(2^17) ^ 2 = 17179869184
(2^18) ^ 2 = 68719476736
(2^19) ^ 2 = 274877906944
(2^20) ^ 2 = 1099511627776
(2^21) ^ 2 = 4398046511104
(2^22) ^ 2 = 17592186044416
(2^23) ^ 2 = 70368744177664
(2^24) ^ 2 = 281474976710656
(2^25) ^ 2 = 1125899906842624
(2^26) ^ 2 = 4503599627370496
(2^27) ^ 2 = 18014398509481984
(2^28) ^ 2 = 72057594037927936
(2^29) ^ 2 = 288230376151711744
(2^30) ^ 2 = 1152921504606846976
(2^31) ^ 2 = 4611686018427387904
(2^32) ^ 2 = 0
(2^33) ^ 2 = 0
(2^34) ^ 2 = 0
(2^35) ^ 2 = 0
(2^36) ^ 2 = 0
(2^37) ^ 2 = 0
(2^38) ^ 2 = 0
(2^39) ^ 2 = 0
(2^40) ^ 2 = 0
(2^41) ^ 2 = 0
(2^42) ^ 2 = 0
(2^43) ^ 2 = 0
(2^44) ^ 2 = 0
(2^45) ^ 2 = 0
(2^46) ^ 2 = 0
(2^47) ^ 2 = 0
(2^48) ^ 2 = 0
(2^49) ^ 2 = 0
(2^50) ^ 2 = 0
(2^51) ^ 2 = 0
(2^52) ^ 2 = 0
(2^53) ^ 2 = 0
(2^54) ^ 2 = 0
(2^55) ^ 2 = 0
(2^56) ^ 2 = 0
(2^57) ^ 2 = 0
(2^58) ^ 2 = 0
(2^59) ^ 2 = 0
(2^60) ^ 2 = 0
(2^61) ^ 2 = 5316911983139663491615228241121378304
(2^62) ^ 2 = 21267647932558653966460912964485513216
(2^63) ^ 2 = 85070591730234615865843651857942052864
(2^64) ^ 2 = 340282366920938463463374607431768211456
(2^65) ^ 2 = 1361129467683753853853498429727072845824
(2^66) ^ 2 = 5444517870735015415413993718908291383296
(2^67) ^ 2 = 21778071482940061661655974875633165533184
(2^68) ^ 2 = 87112285931760246646623899502532662132736
(2^69) ^ 2 = 348449143727040986586495598010130648530944
(2^70) ^ 2 = 1393796574908163946345982392040522594123776
(2^71) ^ 2 = 5575186299632655785383929568162090376495104
(2^72) ^ 2 = 22300745198530623141535718272648361505980416
(2^73) ^ 2 = 89202980794122492566142873090593446023921664
(2^74) ^ 2 = 356811923176489970264571492362373784095686656
(2^75) ^ 2 = 1427247692705959881058285969449495136382746624
(2^76) ^ 2 = 5708990770823839524233143877797980545530986496
(2^77) ^ 2 = 22835963083295358096932575511191922182123945984
(2^78) ^ 2 = 91343852333181432387730302044767688728495783936
(2^79) ^ 2 = 365375409332725729550921208179070754913983135744
(2^80) ^ 2 = 1461501637330902918203684832716283019655932542976
(2^81) ^ 2 = 5846006549323611672814739330865132078623730171904
(2^82) ^ 2 = 23384026197294446691258957323460528314494920687616
(2^83) ^ 2 = 93536104789177786765035829293842113257979682750464
(2^84) ^ 2 = 374144419156711147060143317175368453031918731001856
(2^85) ^ 2 = 1496577676626844588240573268701473812127674924007424
(2^86) ^ 2 = 5986310706507378352962293074805895248510699696029696
(2^87) ^ 2 = 23945242826029513411849172299223580994042798784118784
(2^88) ^ 2 = 95780971304118053647396689196894323976171195136475136
(2^89) ^ 2 = 383123885216472214589586756787577295904684780545900544
(2^90) ^ 2 = 1532495540865888858358347027150309183618739122183602176
(2^91) ^ 2 = 6129982163463555433433388108601236734474956488734408704
(2^92) ^ 2 = 24519928653854221733733552434404946937899825954937634816
(2^93) ^ 2 = 98079714615416886934934209737619787751599303819750539264
(2^94) ^ 2 = 392318858461667547739736838950479151006397215279002157056
(2^95) ^ 2 = 1569275433846670190958947355801916604025588861116008628224
(2^96) ^ 2 = 6277101735386680763835789423207666416102355444464034512896
(2^97) ^ 2 = 25108406941546723055343157692830665664409421777856138051584
(2^98) ^ 2 = 100433627766186892221372630771322662657637687111424552206336
(2^99) ^ 2 = 401734511064747568885490523085290650630550748445698208825344
(2^100) ^ 2 = 1606938044258990275541962092341162602522202993782792835301376
于 2013-01-24T08:25:38.960 回答
3

我无法重现您运行 Arch 的结果。

这是我的终端会话的日志：

$ uname -r
3.6.10-1-ARCH
$ guile --version
Guile 1.8.8
Copyright (c) 1995, 1996, 1997, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008 Free Software Foundation
Guile may be distributed under the terms of the GNU General Public Licence;
certain other uses are permitted as well.  For details, see the file
`COPYING', which is included in the Guile distribution.
There is no warranty, to the extent permitted by law.
$ guile
guile> (define (square x) (* x x))
guile> (define (even? x) (= (remainder x 2) 0))
guile> (define (expt b n)
        (cond ((= n 0) 1)
            ((even? n) (square (expt b (/ n 2))))
            (else (* b (expt b (- n 1))))))
guile> (expt 2 10)
1024
guile> (expt 2 64)
18446744073709551616
guile> (expt 2 487)
399583814440447005616844445413525287135820562261116307309972090832047582568929999375399181192126972308457847183540047730617340886948900519205142528
guile> (expt 2 488)
799167628880894011233688890827050574271641124522232614619944181664095165137859998750798362384253944616915694367080095461234681773897801038410285056
guile> (expt 2 1000)
10715086071862673209484250490600018105614048117055336074437503883703510511249361224931983788156958581275946729175531468251871452856923140435984577574698574803934567774824230985421074605062371141877954182153046474983581941267398767559165543946077062914571196477686542167660429831652624386837205668069376
guile> (expt 2 10000)
19950631168807583848837421626835850838234968318861924548520089498529438830221946631919961684036194597899331129423209124271556491349413781117593785932096323957855730046793794526765246551266059895520550086918193311542508608460618104685509074866089624888090489894838009253941633257850621568309473902556912388065225096643874441046759871626985453222868538161694315775629640762836880760732228535091641476183956381458969463899410840960536267821064621427333394036525565649530603142680234969400335934316651459297773279665775606172582031407994198179607378245683762280037302885487251900834464581454650557929601414833921615734588139257095379769119277800826957735674444123062018757836325502728323789270710373802866393031428133241401624195671690574061419654342324638801248856147305207431992259611796250130992860241708340807605932320161268492288496255841312844061536738951487114256315111089745514203313820202931640957596464756010405845841566072044962867016515061920631004186422275908670900574606417856951911456055068251250406007519842261898059237118054444788072906395242548339221982707404473162376760846613033778706039803413197133493654622700563169937455508241780972810983291314403571877524768509857276937926433221599399876886660808368837838027643282775172273657572744784112294389733810861607423253291974813120197604178281965697475898164531258434135959862784130128185406283476649088690521047580882615823961985770122407044330583075869039319604603404973156583208672105913300903752823415539745394397715257455290510212310947321610753474825740775273986348298498340756937955646638621874569499279016572103701364433135817214311791398222983845847334440270964182851005072927748364550578634501100852987812389473928699540834346158807043959118985815145779177143619698728131459483783202081474982171858011389071228250905826817436220577475921417653715687725614904582904992461028630081535583308130101987675856234343538955409175623400844887526162643568648833519463720377293240094456246923254350400678027273837755376406726898636241037491410966718557050759098100246789880178271925953381282421954028302759408448955014676668389697996886241636313376393903373455801407636741877711055384225739499110186468219696581651485130494222369947714763069155468217682876200362777257723781365331611196811280792669481887201298643660768551639860534602297871557517947385246369446923087894265948217008051120322365496288169035739121368338393591756418733850510970271613915439590991598154654417336311656936031122249937969999226781732358023111862644575299135758175008199839236284615249881088960232244362173771618086357015468484058622329792853875623486556440536962622018963571028812361567512543338303270029097668650568557157505516727518899194129711337690149916181315171544007728650573189557450920330185304847113818315407324053319038462084036421763703911550639789000742853672196280903477974533320468368795868580237952218629120080742819551317948157624448298518461509704888027274721574688131594750409732115080498190455803416826949787141316063210686391511681774304792596709376
guile> (exit)
于 2013-01-24T08:17:34.707 回答