正弦结果依赖于使用的C++编译器

Question

我使用以下两个C++编译器：

• cl.exe:Microsoft(R)C/C++优化编译器版本19.00.24210 for x86
• g++:g++（Ubuntu 5.2.1-22Ubuntu2)5.2.1 201 51010

当使用内置正弦函数时，我得到不同的结果。这并不重要，但有时结果对我来说太有意义了。下面是一个具有“硬编码”值的示例：

printf("%f\n", sin(5451939907183506432.0));

使用cl.exe生成的结果：

0.528463

G++的结果：

0.522491

我知道G++的结果更准确，我可以使用一个额外的库来得到同样的结果，但这不是我的重点。我会真正理解这里发生的事情：为什么cl.exe是错误的？

有趣的是，如果我在param上应用(2*pi)的模，那么我得到的结果与g++相同...

Answer 1

您有一个19位的文字，但double通常有15-17位的精度。因此，可以得到很小的相对误差（当转换为double时），但足够大的绝对误差（在正弦计算的上下文中）。

实际上，标准库的不同实现在处理如此大的数字时存在差异。例如，在我的环境中，如果我们执行

std::cout << std::fixed << 5451939907183506432.0;

G++结果为5451939907183506432.000000
cl结果为5451939907183506400.000000

不同之处在于，早于19的cl版本有一个格式算法，该算法只使用有限数量的数字，并用零填充剩余的小数位数。

此外，让我们看看这段代码：

double a[1000];
for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
    a[i] = sin(5451939907183506432.0);
}
double d = sin(5451939907183506432.0);
cout << a[500] << endl;
cout << d << endl; 

使用我的x86 VC++编译器执行时，输出为：

0.522491
0.528463

似乎在填充数组时，sin被编译为__vdecl_sin2的调用，当有单个操作时，被编译为__libm_sse2_sin_precise的调用（使用/fp:precise)。

在我看来，对于sin计算来说，您的数字太大了，无法期望不同编译器的相同行为，也无法期望通常的正确行为。