在 C++ 中使用不同的 IEEE 浮点舍入模式答案

【问题标题】：Working with different IEEE floating-point rounding modes in C++在 C++ 中使用不同的 IEEE 浮点舍入模式
【发布时间】：2017-01-05 06:37:24
【问题描述】：

不幸的是，我必须确保在 GPU 和 CPU 上获得相同的浮点结果。好的，我知道 IEEE 已经照顾了我，并提供了一个很好的标准来遵守几个舍入选项；并且 CUDA 部分被整理出来（有不同舍入模式的内在函数），所以这只是动机。

但是在主机端 C++ 代码中 - 我如何在特定舍入模式下执行浮点运算（我的意思是在特定语句中，而不是在整个翻译单元中）？是否有在引擎盖下使用组装的包装器功能？是否有一组具有不同舍入模式的浮点数代理类？

我也在问关于翻译单元级别的相同问题。编译翻译单元时如何使编译器（gcc/clang/MSVC）默认为某种舍入模式？

【问题讨论】：

@AndreasPapadopoulos，但你可以设置它en.cppreference.com/w/cpp/numeric/fenv/feround（或者发现你不能重新组合）
@AndreasPapadopoulos，是的，我似乎误读了您的评论，因为根本无法设置它。

标签： c++ rounding ieee-754 idioms

【解决方案1】：

在@AndreasPapadopoulos 的指导下，看起来there is an official way 更改了舍入模式：

int fesetround(int round)
int fegetround()

但有几点需要注意：

这是 C++11，而不是 C++98（尽管实际上您可能只使用系统的 <fenv.h>，即 C99。
它需要通过#pragma's 与编译器通信
此切换可能很慢。

我不确定这在实践中的使用范围有多广（以及是否有任何更好的抽象更常用）。

【讨论】：

【解决方案2】：

一种简单的处理方法是引入一个类，该类在其初始化时设置舍入模式，并在超出范围时将其重置为先前的模式，如下所示：

#include <cfenv>

//Simple class to enable directed rounding in floating-point math and to reset
//the rounding mode afterwards, when it goes out of scope
struct SetRoundingMode {
  const int old_rounding_mode;

  SetRoundingMode(const int mode) : old_rounding_mode(fegetround()) {
    if(std::fesetround(mode)!=0){
      throw std::runtime_error("Failed to set directed rounding mode!");
    }
  }

  ~SetRoundingMode(){
    // More recent versions of C++ don't like exceptions in the destructor
    // so you may need a different way of handling issues here.
    if(std::fesetround(old_rounding_mode)!=0){
      throw std::runtime_error("Failed to reset rounding mode to original value!");
    }
  }

  static std::string get_rounding_mode_string() {
    switch (fegetround()) {
      case FE_DOWNWARD:   return "downward";
      case FE_TONEAREST:  return "to-nearest";
      case FE_TOWARDZERO: return "toward-zero";
      case FE_UPWARD:     return "upward";
      default:            return "unknown";
    }
  }
};

然后你可以像这样使用它

void foo(){
  const auto srm = SetRoundingMode(FE_UPWARD);
}

请注意，所有舍入模式都列在类中。

【讨论】：