.NET中嚴格浮點數學的庫

Question

我有Java的算法/計算和單元測試。 單元測試期望結果具有一定的精度/ delta。 現在我將算法移植到.NET中，並希望使用相同的單元測試。 我使用雙數據類型。

問題是Java對Math類中的某些操作使用strictfp（64位）。 .NET使用FPU / CPU總是（80位）。 .NET更精確，更快捷。 Java更具可預測性。

因為我的算法是循環的並且重用前一輪的結果，所以誤差/差異/更高精度累積太大。 我不依賴速度（單元測試）。 我很高興在生產中使用.NET精度，但我想驗證實現。

從JDK考慮這個

public final class Math {
    public static double atan2(double y, double x) {
    return StrictMath.atan2(y, x); // default impl. delegates to StrictMath
    }
}

我正在尋找在.NET中使用嚴格FP的庫或技術 。

搶先評論： 我確實理解IEEE 754格式以及浮點數不是精確的十進制數或分數這一事實。 沒有十進制，沒有BigInt或BigNumber。 請不要這樣回答，謝謝。

Answer 1

今年早些時候我已經對這個問題進行了廣泛的研究，因為我想知道是否有可能在.NET中的浮點運算上建立多人模擬。 我的一些發現可能對您有用：

可以通過在任何地方插入冗余的強制轉換來模擬“嚴格”模式 ，但這似乎是一個脆弱的，C＃特定且繁瑣的解決方案。

32位JIT發出x87指令，但64位JIT發出SSE指令。 在Microsoft和Mono的實現上都是如此。 與x87不同， SSE浮動算法是可重現的 。

我相信System.Math只是調用等效的C運行時函數，雖然我無法進入程序集來驗證這一點（如果有人知道如何執行此操作，請檢查！）。 C運行時盡可能使用SSE版本的超越函數，除了少數情況，特別是sqrt（但是通過instrinsics寫一個包裝器是微不足道的）。 根據SSE的本質，這些必須是可重復的。 可編程地確定C運行時是使用其SSE實現而不是x87 。

對於SSE中不可用的剩余超越函數（fmod，sinh，cosh，tanh），如果在x87上沒有對其結果執行進一步操作，它們可能不會導致重現性問題。

所以簡而言之，堅持使用64位CLR可以解決算術問題; 對於超越函數，大多數已經在SSE中實現，如果你不對結果執行任何x87算術，我甚至不確定這是必要的。

Answer 2

遺憾的是，沒有辦法在C＃中強制執行FP嚴格性，.Net CLR只是缺乏以最小的精度進行計算的能力。

我認為這有一個性能提升 - 它不會檢查你可能想要更低的精度。 也沒有必要 - .Net不在虛擬機中運行，因此不用擔心不同的浮點處理器。

但是不是strictfp可選嗎？ 你可以在沒有strictfp修飾符的情況下執行你的Java代碼嗎？ 然后它應該采用與.Net相同的浮點機制

因此，不要強迫.Net使用strictfp並檢查它與Java代碼具有相同的值，您可以強制Java不使用strictfp並檢查它是否與.Net代碼相同。