数学表达式的奇怪值

Question

我正在开发一款可在 Windows 和 Android 上运行的游戏，但它有一个我无法解决的问题。基本上我有一个带有一些按钮的 4x5 网格，这些按钮每秒填充一个必须是 2、4 或 8 的随机数。如果您点击两个具有相同数字的按钮，则会计算总和。这是一个火猴项目。

游戏运行良好，但您可以在下面的图片中看到问题。当我在我的 windows 机器上运行游戏时，它会生成 2、4 或 8。在 android 下它会生成 2、4、7 和 8。随机数是这样创建的：

valueToOutput := Trunc(Exp(Ln(2) * (1+Random(3))));

该变量保存要在按钮中显示的数字。为什么我在 windows 和 android 中得到不同的结果？这是两张截图

• Windows 32 位：http://prnt.sc/dmd1ry
• 安卓平板：http://prnt.sc/dmd5uj

我确信该函数是正确的，因为我已经绘制了它 (exp(ln(2)*(1+x)) = http://prnt.sc/dmdc3u) 并且当 x 为 0,1 或 2 时（= 当随机数是 0,1 或 2)。这可能是编译器的问题吗？

注意：我已经使用您在下面看到的解决方法解决了这个问题，但起初我使用了您在问题中可以看到的代码，我想了解发生了什么.

valueToOutput := Trunc(Exp(Ln(2) * (1+Random(3))));

//this will always give 2, 4 or 8
if valueToOutput = 7 then
 valueToOutput := valueToOutput + 1;

Answer 1

对于相同的输入，对于相同的浮点控制状态，浮点计算是可重复的。

有了三个不同的输入，您的表达式因此应该有三个不同的可能输出。因此，唯一的解释是某些东西会改变浮点控制状态，例如程序执行过程中的舍入方式、精度等。

如果浮点算术可以精确地执行计算，则不需要四舍五入为整数。但是如果你必须四舍五入，至少使用Round而不是Trunc四舍五入。

也就是说，这绝对是执行离散任务的错误方法，即随机选择 2、4 和 8 中的一个。这样做：

case Random(3) of
0:
  Result := 2;
1:
  Result := 4;
2:
  Result := 8;
end;

另一种方法是将可能的输出放入一个数组中，然后像这样选择它们：

Result := arr[Random(3)];

当有更多值可供选择时，这变得更具吸引力。

一个黄金法则是，如果您可以避免使用浮点数，请这样做。浮点比整数算术更慢，更难推理。仅在必要时使用。

Answer 2

发布这个作为答案，因为它不适合 cmets

我对 Android 几乎一无所知，但我会在 Windows 上使用以下方法来缩小范围。很可能，Android 也存在类似的方法。

1. 将临时计算保存在全局变量中。这使得从我们将要采用的故障转储中提取值变得更加容易。遇到错误值时引发异常。
2. 将 procdump 附加到正在运行的进程。 Sysinternals 的 Procdump 允许您为遇到的每个异常创建一个转储文件。命令行类似于procdump -ma -e 1 Project1.exe
3. 运行计算并等待它引发异常。
4. 分析转储。可以从内存中提取 tmp 变量的值。

代码

var
  tmpRandom: Integer;
  tmpLn: Extended;
  tmpLnRandom: Extended;
  tmpExp: Extended;
  tmpTrunc: Int64;

procedure TForm1.btn1Click(Sender: TObject);
var
  I: Int64;
begin
  while true do
  begin
      tmpRandom := Random(3);
      tmpLn := Ln(2);
      tmpLnRandom := tmpLn * (1+tmpRandom);
      tmpExp := Exp(tmpLnRandom);
      tmpTrunc := Trunc(tmpExp);
      I := tmpTrunc;
      if (I and 1 = 1) then
        raise Exception.CreateFmt('I = %0:d', [I]);
  end;
end;

变量布局示例

Answer 3

我们没有看到全部。例如，您说 windows 生成 2、4 或 8，但我们在网格中看到 16。您说 Android 生成 7，但我们在网格中看到 14。很明显，您在某处乘以 2。我的分析是，由于 2 * 4 是 8，android 版本 only 生成 2、4 和 7，（不是 8），因为正如大卫所说，你只有 3 个起始状态，所以必须只有三个结束状态。在这种情况下使用 Trunc 是自找麻烦。我认为使用 Round 而不是 Trunc 会缓解这种情况。

valueToOutput := Round(Exp(Ln(2) * (1+Random(3))));

也就是说，正如大卫所说，这不是正确的做法。