关于c＃：将结果转换为float方法返回float更改结果

Casting a result to float in method returning float changes result

为什么此代码在.NET 4中打印False？似乎有一些意外的行为是由显式强制转换引起的。

我想要一个超越"浮点不准确"或"不要这样做"的答案。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

float a(float x, float y)
{
return ( x * y );
}

float b(float x, float y)
{
return (float)( x * y );
}

void Main()
{
Console.WriteLine( a( 10f, 1f/10f ) == b( 10f, 1f/10f ) );
}

PS：这个代码来自于单元测试，而不是发布代码。代码是故意这样写的。我怀疑它最终会失败，但我想知道确切的时间和原因。答案证明了这种技术的有效性，因为它提供了一种超越了通常对浮点决定论理解的理解。这就是以这种方式编写这段代码的要点；深思熟虑的探索。

PPS：单元测试通过了.NET 3.5，但是在升级到.NET 4之后失败了。

相关讨论

大卫的评论是正确的，但不够有力。不能保证在同一程序中进行两次计算会产生相同的结果。

C规范在这一点上非常明确：

Floating-point operations may be performed with higher precision than the result type of the operation. For example, some hardware architectures support an"extended" or"long double" floating-point type with greater range and precision than the double type, and implicitly perform all floating-point operations using this higher precision type. Only at excessive cost in performance can such hardware architectures be made to perform floating-point operations with less precision, and rather than require an implementation to forfeit both performance and precision, C# allows a higher precision type to be used for all floating-point operations. Other than delivering more precise results, this rarely has any measurable effects. However, in expressions of the form x * y / z, where the multiplication produces a result that is outside the double range, but the subsequent division brings the temporary result back into the double range, the fact that the expression is evaluated in a higher range format may cause a finite result to be produced instead of an infinity.

C编译器、抖动和运行时都具有广泛的特点，可以提供比规范要求的更精确的结果，无论何时，都是一时兴起的——它们不需要选择一致的结果，事实上它们不需要。

如果您不喜欢，那么不要使用二进制浮点数；要么使用小数，要么使用任意精度的定量。

I don't understand why casting to float in a method that returns float makes the difference it does

非常好。

您的示例程序演示了小的更改如何导致大的影响。您注意到，在运行时的某些版本中，强制转换为float显式给出了与不这样做不同的结果。当您显式地强制转换为float时，C编译器会提示运行时说"如果您碰巧使用这种优化，请将这件事情从超高精度模式中去掉"。正如规范所指出的，这有潜在的性能成本。

这样做刚好转到"正确答案"仅仅是一个愉快的意外；正确的答案是获得的，因为在这种情况下，失去精确性的结果是在正确的方向上丢失的。

How is .net 4 different?

您会问3.5和4.0运行时之间的区别是什么；区别很明显，在4.0中，抖动选择在特定情况下达到更高的精度，而3.5抖动选择不达到。这并不意味着这种情况在3.5中是不可能的；在运行时的每个版本和C编译器的每个版本中都是可能的。您刚刚遇到一个案例，在您的机器上，它们的细节有所不同。但这种抖动一直被允许进行这种优化，而且总是在其一时兴起时进行的。

C编译器也完全有权在编译时计算常量浮动时选择进行类似的优化。根据编译器运行时状态的详细信息，常量中两个看似相同的计算可能有不同的结果。

更一般地说，您对浮点数应该具有实数代数性质的期望完全与实际不符；它们不具有这些代数性质。浮点运算甚至都不具有关联性；它们当然不会像您期望的那样遵守乘法逆的规律。浮点数只是实数的一种近似值；一种非常接近的近似值，可以用来模拟物理系统、计算汇总统计数据或类似的事情。