使用 fpu_control.h 在 Linux 上实现双精度答案

【问题标题】：double precision on linux using fpu_control.h使用 fpu_control.h 在 Linux 上实现双精度
【发布时间】：2017-07-14 10:14:46
【问题描述】：

我正在尝试将一段特定的代码从 solaris 移植到 Linux。在这个过程中我发现linux上的精度是不同的，它是扩展精度，我们需要明确地将它设置为双精度。为此找到了fpu_control.h库，函数FPU_GETCW和FPU_SETCW函数。但即使在那之后，精度也没有正确设置。代码sn-p

long double power = 1.0;
#ifdef __linux
    fpu_control_t mask;
        _FPU_GETCW(mask);
mask &= ~(_FPU_EXTENDED & _FPU_SINGLE);
mask |= _FPU_DOUBLE;
        _FPU_SETCW(mask);    

   power *= 0.1;
#endif

当我打印电源时，值是功率 = 0.1000000000000000055511151231257827

但是我期望 power 的值是 0.1 我在编译时也使用了 -DDouble。有人可以指出我出了什么问题。

【问题讨论】：

我不明白这个。如果你希望power 是一个双精度变量，为什么要声明它为long double？我假设您知道，无论精度如何，0.1 都不能精确地表示为浮点值。
你是对的，但是这种乘法发生在循环内，基于某些条件。 IE。有时我们最终可能会进行 5 次或 3 次乘法运算。所以在每次乘法之后，值都会改变，即。 .1,.01.001, .0001 等基于外部因素。因此代码
@girishs 你得到的数字是最接近十进制 0.1 的双精度二进制浮点数。有什么问题？尽可能准确。
@art 但是当我打印该值时，它也是一个巨大的数字，如果我稍后使用这个数字进行一些算术运算，我会得到一个不同的数字，对吗？我的期望是我获得与在 Solaris 上获得相同的价值。（对不起，我可能在这里遗漏了一些东西）
@girishs 您应该将有问题的代码显示为 MCVE 以及输入、预期输出和实际输出。

标签： c linux fpu decimal-precision

【解决方案1】：

我期望 power 的值为 0.1

通常不可能满足 OP 的期望。

double 和 long double 不能存储所有可能的数字。
double 可以精确编码大约 2⁶⁴ 个不同的数字，因为它通常使用 64 bits.
long double 可以精确编码 2⁶⁴、2⁸⁰ 或 2¹²⁸ 个不同的数字.

对于typical double，0.1 不能完全编码为double。它不是那些 2⁶⁴ 确切数字之一。相反，double x = 0.1 将使用最接近的替代方案初始化 x：

Exact value        0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625
OP's printed value 0.1000000000000000055511151231257827

下一个接近的选择是

0.09999999999999999167332731531132594682276248931884765625

这不是 double 与 long double 的问题。

【讨论】：

好的，只是为了我的理解。 __SETFPUCW 有什么用？我认为这会将精度从扩展（在linux中，也正如你指出的那样）设置为加倍？这样做不行吗？
@girishs 使用__setfpucw。它不会成功。正如这个答案所说，这不是double 与long double 的问题。改变精度无济于事。它可能使一个值“起作用”，但随后其他值将失败。解决方案是“我们需要明确地将其设置为双精度”。是你们都准备好得到double 精度。 IOW，0.1000000000000000055511151231257827 没有错。这就是doubleprecision 应该得到的结果。

【解决方案2】：

您专门请求long double，而您应该想要简单的double。如果您的硬件是 Intel x86/x86-64 CPU，则通过 FPU 的计算以 80 位精度执行。

否则：尝试使用类似 gcc 标志的东西：-mfpmath=sse，这将停止使用 FPU，您的操作将以 64 位（又名双精度）精度执行。

注意：

即使在 Solaris 中，您也很有可能得到 0.1 的不精确表示（没有确切的表示），但值的方式是输出 strong> 通过打印指定数量的十进制数字来隐藏这种不精确性。

【讨论】：

在 32 位上，默认值通常是带有 80 位表示的 x87。在 amd64 上，通常默认为 SSE。