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我知道浮点数很棘手。但是今天我遇到了一个我无法解释的案例（并且无法使用独立的 C++ 代码重现）。

大型项目中的代码如下所示：

int i = 12;

// here goes several function calls passing the value i around, 
// but using different types (due to unfortunate legacy code)
... 

float f = *((float*)(&i)); // f=1.681558e-44

if (f == 0) {
    do something;
} else {
    do something else;
}

这段代码会导致随机行为。使用gdb，可以确定随机行为是由于比较f == 0给出随机结果，即有时为真，有时为假。代码中的错误是，在使用之前f，它应该检查 4 字节是否应该被解释为整数（使用其他辅助信息）。解决方法是先将其转换回整数，然后将整数与 0 进行比较。然后问题就解决了。

此外，如果需要进行浮点数比较（在这种情况下，浮点数不是如上所示从整数转换），我还将比较更改为abs(f) < std::numeric_limits<float>::epsilon(), 以更安全。

之后，我也想用一个简单的测试程序来重现它，但似乎我无法重现它。（但用于项目的编译器与我用于编译测试程序的编译器不同）。以下是测试程序：

#include <stdio.h>

int main(void){
    int i = 12;
    float f = *(float*)(&i);

    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        printf("f=%e %s\n", f, (f == 0)? "=0": "!=0");
    }
    return 0;
}

我想知道，与零比较的随机行为可能是什么原因？

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1 回答 1

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除非可以轻松修复未定义的行为，否则您会看到denormal numbers的效果。它们非常慢（请参阅为什么将 0.1f 更改为 0 会使性能降低 10 倍？）因此在现代 FPU 中，通常有非正规为零 (DAZ) 和刷新为零 (FTZ) 标志来控制非正规行为。设置 DAZ 时，非正规将比较等于零，这是您观察到的

目前，您需要特定于平台的代码来禁用它。以下是它在 x86 中的实现方式：

#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <pmmintrin.h>

int main(void){
    int i = 12;
    float f;
    memcpy(&f, &i, sizeof i); // avoid UB

    _MM_SET_DENORMALS_ZERO_MODE(_MM_DENORMALS_ZERO_ON);
    printf("%e %s 0\n", f, (f == 0)? "=": "!=");

    _MM_SET_DENORMALS_ZERO_MODE(_MM_DENORMALS_ZERO_OFF);
    printf("%e %s 0\n", f, (f == 0)? "=": "!=");

    return 0;
}

输出：

0.000000e+00 = 0
1.681558e-44 != 0

在 Godbolt 上演示

也可以看看：

于 2021-06-15T09:57:04.830 回答