c++ - -Ofast在使用long double时产生错误代码

#include <cstdio>

int main(void)
{
    int val = 500;
    printf("%d\n", (int)((long double)val / 500));
    printf("%d\n", (int)((long double)500 / 500));
}

显然，它应该输出1 1。但是，如果您使用-Ofast进行编译，它将输出0 1，为什么呢？

而且，如果将500更改为其他值(例如400)并使用-Ofast进行编译，它将仍然输出1 1。

带有-Ofast的编译器资源管理器:https://gcc.godbolt.org/z/YkX7fB

看来这行引起了问题。

最佳答案

使用-Ofast，启用了-ffast-math，这可能导致某些操作以不同且更快的方式进行计算。在您的情况下，(long double)val / 500)可以计算为(long double)val * (1.0L / 500))。在比较以下功能的-O2和-Ofast时，可以在生成的程序集中看到这一点:

long double f(long double a)
{
    return a / 500.0L;
}

使用-O2生成的程序集涉及fdiv指令，而使用-Ofast生成的程序集涉及fmul指令，请参见https://gcc.godbolt.org/z/58VHxb。

接下来，1/500，即0.002，不能精确地用long double表示。因此，发生了一些舍入，并且看起来，在您的情况下，这种舍入恰好是向下的。可以通过以下表达式检查:

500.0L * (1.0L / 500.0L) < 1.0L

评估为true:https://gcc.godbolt.org/z/zMcjxJ。因此，确切的存储乘数为0.002-一些很小的增量。

最后，相乘的结果是500 *(0.002-delta)= 1-一些小值。并且当此值转换为int时，它被截断了，因此int的结果为0。