math 的函数 pow 在几个环境中返回几个结果

Question

我正在用 C++ 开发一个程序。 我必须使用数学库的pow执行一些计算。 运行此代码时：

#include <math.h>
#include <stdio.h>

int main (void)
{
unsigned long l;
double d1,d2,d3;

l = 13831305406817642647;
d1 = 2.;
d2 = *((double*)(&l));
d3 = pow(2.,d2);
printf ("%lu,%20.20f\n",*((unsigned long *)(&d1)),d1);
printf ("%lu,%20.20f\n",*((unsigned long *)(&d2)),d2);
printf ("%lu,%20.20f\n",*((unsigned long *)(&d3)),d3);

return 0;
}

使用 Fedora 35，我获得：

4611686018427387904,2.00000000000000000000
13831305406817642647,-1.16674465427289475450
4601695688420081959,0.44542528011426657519

但是对于 Fedora 36：

4611686018427387904,2.00000000000000000000
13831305406817642647,-1.16674465427289475450
4601695688420081958,0.44542528011426651968

我将双精度转换为 unsigned long 的二进制图像，以检测仅一位的任何更改。

在第三行中，您可以观察到这种变化。 为什么当我用 pow 计算相同的值时会得到不同的结果？

有关 Fedora 版本的完整信息（通过uname -r获得）：

对于 Fedora 35：5.17.11-200.fc35.x86_64

对于 Fedora 36：5.17.0-0.rc7.116.fc36.x86_64

欢迎任何帮助。

Answer 1

我使用x86-64 gcc 12.1在 Compiler Explorer 中编译了您的代码两次： https ://godbolt.org/z/47K94dMe3。 唯一的区别是优化级别，这导致输出不同。

在测试中， -O1使编译器能够在编译期间计算d3并将4601695688420081958直接传递给printf() 。

有趣的是， x86-64 clang能够使用4601695688420081959计算d3 ，结果为-O1 （与pow(2.,d2)相同）。

基本上，如果优化级别不是-O0 ，编译器将删除pow()的使用，并且常量计算是可行的。 我猜gcc使用自己的方法来计算pow() ，而clang调用pow()或使用类似的方法来获得答案。 您可以使用objdump从可执行文件中获取汇编代码以检查详细信息。