Windows vs Linux - 数学结果差异答案

【问题标题】：Windows vs Linux - math result differenceWindows vs Linux - 数学结果差异
【发布时间】：2014-02-06 15:22:21
【问题描述】：

我有 C++ 程序。如果我运行相同部分的代码，Linux 和 Windows 会给出不同的结果。

#include <cmath>
#include <cfloat>
#include <cstdio>



#define MPI 3.141592653589793238462
#define DEG_TO_RAD(x) ((x) * 0.0174532925)
#define cot(x)  (1.0 / tan(x))
#define sec(x)  (1.0 / cos(x))

double p1 = DEG_TO_RAD(35);
double p2 = DEG_TO_RAD(65);

double lambertN = log(cos(p1) * sec(p2));
lambertN /= (log(tan(0.25 * MPI + 0.5 * p2) * cot(0.25 * MPI + 0.5 * p1)));


double t = tan(0.25 * MPI + 0.5 * p1);
double lambertF = cos(p1) * pow(t, lambertN);

//---------------------------

//specify input coordinates in degrees
double lon = 160.25;
double lat = 245.75;

double longitude = DEG_TO_RAD(lon - 10);
double latitude  = DEG_TO_RAD(lat);

double c = cot(0.25 * MPI + 0.5 * latitude);
double lambertPhi = lambertF * pow(c, lambertN);

printf("%f", lambertPhi); // here I got different results on Win and Linux

在 Windows 上，我得到了正确的结果（或者看起来如此，因为最终结果还可以）。在 Linux 上，我得到了NaN 或一些非常小的数字，与 Windows 相当。

我错过了什么？

编辑#1：

Windows - Visual Studio 2010 - 通过 GUI 构建

Linux - gcc 版本 4.4.7 20120313 (Red Hat 4.4.7-4) (GCC) - 使用 makefile 构建，标志：CFLAGS = -lm -lstdc++ -Wall -O2

两个系统都是 64 位的

PS：如果有人感兴趣，这是 Lambert-Conic 投影方程的一部分。

【问题讨论】：

你应该告诉你正在使用什么编译器。还有，这个sn -p 还不够编译试试。您可以自己做的是逐步完成程序的这一部分并比较两个平台上的值，以找出两个版本开始分歧的地方。
我认为我们需要一个合适的 SSCCE，以及两个环境的精确细节。编译器版本，32/64 位等
@MartinPerry lon 和 lat 的类型和值是什么，请添加标头以获得可编译代码。
我刚刚分别为lon 和lat 选择了值120 和45，并得到了一个有效的0.686144 作为输出。对我来说没有NaN。请提供您遇到问题的 lon 和 lat 值。
为什么我们不能有 SSCCE？你不想回答吗？您不想确保我们编译的代码与您完全相同吗？

标签： c++ linux windows

【解决方案1】：

首先，没有真正的理由期待同样的结果，除非您采取积极措施来确保具体结果。这 C++ 语言定义允许使用中间结果扩展精度。通常，如果编译器这样做（并且这样做在英特尔架构上非常频繁），扩展精度将被截断为标准双精度编译器存储到内存时的精度。而当它存储到内存将取决于编译器的内部结构（甚至可能在优化程度上）。

就英特尔而言，现代芯片包含几个浮动点处理器：较旧的 FPU 使用扩展精度，其中因为较新的 SSE 变体没有。但是较新的 SSE 变体在较旧的处理器上不可用。默认情况下，g++（ Linux 编译器）使用较旧的 FPU，可以在任何地方工作，但是据我所知，Visual C++ 使用 SSE。这意味着通过默认，你会得到不同的结果。两个编译器都有用于更改此设置的广泛选项，但如果您正在运行默认配置，我不期望 g++ 和 Visual 给出相同的结果。

【讨论】：

这不取决于它是 32 位还是 64 位代码？所有 64 位 x86 处理器都有 SSE，所以我认为 GCC 和 MSVC 都默认使用 SSE 来处理 64 位代码。在 32 位模式下，我也不知道默认值是什么。
@Zboson 可以。我目前只使用 32 位模式，所以我不确定 64 位模式下的默认值是什么。

【解决方案2】：

对于介于 90 和 270 之间的 lat 值，我得到了 nans。这似乎是合理的，因为在该范围内，cot() 将返回一个负数，该负数以后不能简单地用 pow 提高到分数幂。

问题仍然是为什么您在 Windows 上得到不同的结果。但除非您提供有关具体输入值的信息，否则我不能说更多。

【讨论】：