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示例代码：

#include <iostream>
#include <cmath>
#include <stdint.h>

using namespace std;

static bool my_isnan(double val) {
    union { double f; uint64_t x; } u = { val };
    return (u.x << 1) > (0x7ff0000000000000u << 1);
}

int main() {
    cout << std::isinf(std::log(0.0)) << endl;
    cout << std::isnan(std::sqrt(-1.0)) << endl;
    cout << my_isnan(std::sqrt(-1.0)) << endl;
    cout << __isnan(std::sqrt(-1.0)) << endl;

    return 0;
}

在线编译器。

使用-ffast-math，该代码打印“0, 0, 1, 1” - 没有，它打印“1, 1, 1, 1”。

那是对的吗？我认为std::isinf/在这些情况下std::isnan仍然可以使用。-ffast-math

另外，我如何检查无穷大/ NaN -ffast-math？您可以看到my_isnan这样做，它确实有效，但该解决方案当然非常依赖于架构。另外，为什么在my_isnan这里工作而std::isnan不是？__isnan和怎么样__isinf。他们总是工作吗？

与,和-ffast-math的结果是什么。它是否变得未定义，还是应该是 NaN / -Inf？std::sqrt(-1.0)std::log(0.0)

相关讨论：（GCC）[Bug libstdc++/50724] 新：isnan 在 g++ 中被 -ffinite-math-only 破坏，（Mozilla）Bug 416287 - isNaN 的性能改进机会

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请注意，这-ffast-math可能会使编译器忽略/违反 IEEE 规范，请参阅http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.8.2/gcc/Optimize-Options.html#Optimize-Options：

除 -Ofast 之外的任何 -O 选项都不会打开此选项，因为它可能导致依赖于数学函数的 IEEE 或 ISO 规则/规范的精确实现的程序的错误输出。但是，对于不需要这些规范保证的程序，它可能会产生更快的代码。

因此，使用-ffast-math你不能保证看到你应该看到的无穷大。

特别是，-ffast-math打开-ffinite-math-only，请参阅http://gcc.gnu.org/wiki/FloatingPointMath这意味着（来自http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.8.2/gcc/Optimize-Options.html#优化选项）

[...] 浮点算术优化，假设参数和结果不是 NaN 或 +-Infs

这意味着，通过使您向编译器做出承诺，您的代码将永远不会使用无穷大或 NaN，这反过来又允许编译器通过例如替换对常量或常量的-ffast-math任何调用来优化代码（并进一步优化从那里）。如果你违背了对编译器的承诺，编译器不需要创建正确的程序。isinfisnanfalse

isinf因此，答案很简单，如果您的代码可能有无穷大或 NaN（您使用and的事实强烈暗示了这一点isnan），您不能启用-ffast-math，否则您可能会得到不正确的代码。

您的实现my_isnan工作（在某些系统上），因为它直接检查浮点数的二进制表示。当然，处理器仍然可能进行（一些）实际计算（取决于编译器所做的优化），因此实际的 NaN 可能会出现在内存中，您可以检查它们的二进制表示，但如上所述，std::isnan可能已被替换为常数false。同样也可能发生编译器替换，例如，sqrt用一些甚至不为 input 生成 NaN 的版本-1。为了查看您的编译器做了哪些优化，编译到汇编器并查看该代码。

做一个（不是完全不相关的）类比，如果你告诉你的编译器你的代码是用 C++ 编写的，你不能指望它正确编译 C 代码，反之亦然（有这方面的实际例子，例如Can code that is valid在 C 和 C++ 中，在每种语言中编译时都会产生不同的行为？）。

-ffast-math启用和使用是一个坏主意，my_isnan因为这会使一切都非常依赖于机器和编译器，您不知道编译器总体上做了哪些优化，因此可能存在与您使用非有限数学，但否则告诉编译器。

一个简单的解决方法是使用-ffast-math -fno-finite-math-only它仍然会提供一些优化。

也可能是您的代码看起来像这样：

  1. 过滤掉所有无穷大和 NaN
  2. 对过滤后的值进行一些有限的数学运算（我的意思是保证永远不会产生无穷大或 NaN 的数学运算，必须非常非常仔细地检查）

在这种情况下，您可以拆分代码并使用 optimize#pragma或（分别和）为给定的代码段选择性地__attribute__打开和关闭（但是，我记得与此相关的某些 GCC 版本存在一些问题）或只需将您的代码拆分为单独的文件并使用不同的标志编译它们。当然，如果您可以隔离可能出现无穷大和 NaN 的部分，这也适用于更一般的设置。如果您无法隔离这些部分，则强烈表明您不能用于此代码。-ffast-math-ffinite-math-only-fno-finite-math-only-ffinite-math-only

最后，重要的是要理解这-ffast-math不是一种无害的优化，它只会让你的程序更快。它不仅会影响代码的性能，还会影响代码的正确性（如果我没记错的话，这是在所有围绕浮点数的问题之上，如果我没记错的话，William Kahan在他的主页上有一系列恐怖故事，另请参阅每个程序员应该知道浮点运算）。简而言之，您可能会得到更快的代码，但也会得到错误或意外的结果（参见下面的示例）。因此，只有在您真正知道自己在做什么并且绝对确定时，您才应该使用此类优化

  1. 优化不会影响该特定代码的正确性，或者
  2. 优化引入的错误对代码并不重要。

取决于是否使用了这种优化，程序代码的行为实际上可能完全不同。-ffast-math特别是当启用诸如优化之类的优化时，它的行为可能会出错（或至少与您的期望非常相反） 。以下面的程序为例：

#include <iostream>
#include <limits>

int main() {
  double d = 1.0;
  double max = std::numeric_limits<double>::max();
  d /= max;
  d *= max;
  std::cout << d << std::endl;
  return 0;
}

1在没有任何优化标志的情况下编译时将按预期产生输出，但使用-ffast-math，它将输出0.

于 2014-04-08T08:17:36.603 回答