Jeśli skopiuję zmiennoprzecinkową do innej zmiennej, czy będą one równe?

Wiem, że ==sprawdzanie równości zmiennych zmiennoprzecinkowych nie jest dobrym sposobem. Ale chcę to wiedzieć za pomocą następujących stwierdzeń:

float x = ...

float y = x;

assert(y == x)

Skoro yjest on kopiowany x, czy twierdzenie to będzie prawdziwe?

Oprócz assert(NaN==NaN);przypadku wskazanego przez kmdreko, możesz mieć sytuacje z matematyką x87, kiedy 80-bitowe zmiennoprzecinkowe są tymczasowo przechowywane w pamięci, a później porównywane z wartościami, które są nadal przechowywane w rejestrze.

Możliwy minimalny przykład, który kończy się niepowodzeniem z gcc9.2 po kompilacji z -O2 -m32:

#include <cassert>

int main(int argc, char**){
    float x = 1.f/(argc+2);
    volatile float y = x;
    assert(x==y);
}

Demo Godbolt: https://godbolt.org/z/X-Xt4R

volatilePrawdopodobnie mogą być pominięte, jeśli uda się stworzyć wystarczające ciśnienie do rejestru są yprzechowywane i przeładowywane z pamięci (ale mylić wystarczająco kompilatora, aby nie pominąć porównania wszystko razem).

Zobacz dokumentację GCC FAQ:

• Dlaczego wyniki zmiennoprzecinkowe zmieniają się wraz z poziomami optymalizacji lub różnymi wersjami kompilatora lub różnymi architekturami docelowymi?

Nie jest to prawdą, jeśli tak xjest NaN, ponieważ porównania NaNsą zawsze fałszywe (tak, nawet NaN == NaN). Dla wszystkich innych przypadków (wartości normalne, wartości nienormalne, nieskończoności, zera) to twierdzenie będzie prawdziwe.

Porada dotycząca unikania liczb zmiennoprzecinkowych ==dotyczy obliczeń, ponieważ liczby zmiennoprzecinkowe nie są w stanie wyrazić wielu wyników dokładnie wtedy, gdy są używane w wyrażeniach arytmetycznych. Przypisanie nie jest obliczeniem i nie ma powodu, aby przypisanie przyniosło inną wartość niż oryginał.

Ocena o zwiększonej precyzji nie powinna stanowić problemu, jeśli przestrzegany jest standard. Z <cfloat>odziedziczony po C [5.2.4.2.2.8] ( moje podkreślenie ):

Z wyjątkiem przypisania i rzutowania (które usuwają cały dodatkowy zakres i precyzję) , wartości operacji z operandami zmiennoprzecinkowymi oraz wartości podlegające zwykłym konwersjom arytmetycznym i zmiennym zmiennym są oceniane w formacie, którego zakres i precyzja mogą być większe niż wymagane przez rodzaj.

Jednak, jak wskazano w komentarzach, niektóre przypadki z niektórymi kompilatorami, opcjami kompilacji i celami mogą sprawić, że paradoksalnie będzie to fałszywe.

Tak, na ypewno przyjmie wartość x:

[expr.ass]/2: W prostym przypisaniu (=) obiekt, do którego odwołuje się lewy operand, jest modyfikowany ([defns.access]) poprzez zamianę jego wartości na wynik prawego operandu.

Nie ma swobody w przypisywaniu innych wartości.

^{(Inni już wskazali, że porównanie równoważności ==będzie jednak oceniać falsedla wartości NaN).}

Zwykłym problemem w przypadku liczb zmiennoprzecinkowych ==jest to, że łatwo nie mieć takiej wartości, jak myślisz. Tutaj wiemy, że dwie wartości, bez względu na to, jakie są, są takie same.

Tak, we wszystkich przypadkach (pomijając problemy z NaN i x87), będzie to prawdą.

Jeśli to zrobisz memcmp, będziesz w stanie sprawdzić równość, jednocześnie porównując NaN i sNaN. Będzie to również wymagało od kompilatora pobrania adresu zmiennej, która zmusi wartość do 32-bitowej floatzamiast 80-bitowej. To wyeliminuje problemy z x87. Drugie stwierdzenie tutaj nie ma na celu wykazania, że ==nie porównuje NaN jako prawdy:

#include <cmath>
#include <cassert>
#include <cstring>

int main(void)
{
    float x = std::nan("");
    float y = x;
    assert(!std::memcmp(&y, &x, sizeof(float)));
    assert(y == x);
    return 0;
}

Zauważ, że jeśli NaN mają inną reprezentację wewnętrzną (tj. Różną mantysę), memcmpto nie będzie porównywać prawdy.

W zwykłych przypadkach byłoby to prawdą. (lub instrukcja assert nic nie zrobi)

Edytuj :

Przez „zwykłe przypadki” mam na myśli wykluczenie wyżej wymienionych scenariuszy (takich jak wartości NaN i jednostki zmiennoprzecinkowe 80x87) wskazanych przez innych użytkowników.

Biorąc pod uwagę przestarzałość 8087 układów w dzisiejszym kontekście, problem jest raczej odizolowany, a pytanie ma zastosowanie w obecnym stanie architektury zmiennoprzecinkowej, jest prawdziwe we wszystkich przypadkach z wyjątkiem NaN.

(odniesienie do 8087 - https://home.deec.uc.pt/~jlobo/tc/artofasm/ch14/ch143.htm )

Uznanie dla @chtz za odtworzenie dobrego przykładu i @kmdreko za wzmiankę o NaNs - wcześniej o nich nie wiedziałem!

Tak, zawsze będzie zwracać wartość True , chyba że jest to NaN . Jeśli wartość zmiennej to NaN , zawsze zwraca False !