不同的數學CPU會產生相同的浮點結果嗎？

Question

我正在開發具有必須在Linux，UNIX和Windows上運行的單元測試的OS便攜式軟件。

想象一下這個單元測試斷言IEEE單精度浮點值1.26743237e + 015f被轉換為字符串：

void DataTypeConvertion_Test::TestToFloatWide()
{
    CDataTypeConversion<wchar_t> dataTypeConvertion;
    float val = 1.26743237e+015f;
    wchar_t *valStr = (wchar_t*)dataTypeConvertion.ToFloat(val);
    std::wcout << valStr << std::endl;
    int result = wcscmp(L"1.26743E+015", valStr);
    CPPUNIT_ASSERT_EQUAL(0, result);
    delete [] valStr;
}

我的問題是：只要浮點數是IEEE， 所有操作系統和處理器都會將浮點數轉換為字符串“1.26743E + 015”嗎？ 我問，因為我知道數學CPU可能無法返回准確的結果，我想知道這是否會在不同的處理器上產生不同的結果，因為它們可能在處理器架構內部具有不同的IEEE浮點運算硬件實現。

Answer 1

遺憾的是，答案很可能是否定的。 跨平台無法保證將浮點數轉換為任意字符串和從任意字符串轉換。

至少原則上，您可能遇到的所有處理器都符合IEEE 754標准。 標准相當緊湊，只要它定義了浮點運算。 您可以添加/減去/倍數或除以浮點數，並合理期望在位級別上跨平台獲得相同的結果。

該標准還定義了與'字符表示'的轉換。 原則上，要求兼容的實現兼容，但它有“擺動空間”。 並非所有數字都必須產生相同的結果。

您還應該知道，默認的精度和格式可能因平台而異。

盡管如此，只要（a）您控制字符串的寬度和精度而不是將其保留為默認值（b）您選擇的精度完全在可用的最大值之內，您就可以實現所需的結果。特殊格式（c）避免使用NaN和類似物。

這篇文章在這里是非常有幫助的。