为什么 -ffast-math 选项会破坏我的布尔条件

Question

这是导致问题的程序的关键部分，程序是完全顺序的。

exist_ 是类 bool 私有成员，dbl_num_ 是类 double 私有成员

exist_ = false;
dbl_num_ = 0;
std::cout << dbl_num_ << " " ;
if(exist_ == true)
{
  dbl_num_ = 5;
}else
{
  dbl_num_ = NAN;
}

std::cout << exist_ << " " << dbl_num_ << std::endl;

使用选项 -ffast-math，我得到了打印输出“0 0 5”

没有选项 -ffast-math，我得到了打印输出“0 0 NAN”

如果我将程序更改为

exist_ = false;
dbl_num_ = 0;
std::cout << dbl_num_ << " " ;
if(exist_ == true)
{
  std::cout << exist_ << " " ;
  dbl_num_ = 5;
}else
{
  dbl_num_ = NAN;
}

std::cout << exist_ << " " << dbl_num_ << std::endl;

使用选项 -ffast-math，我得到“0 0 NAN”

比我把 NAN 改成 -5

exist_ = false;
dbl_num_ = 0;
std::cout << dbl_num_ << " " ;
if(exist_ == true)
{
  dbl_num_ = 5;
}else
{
  dbl_num_ = -5;
}

std::cout << exist_ << " " << dbl_num_ << std::endl;

使用选项 -ffast-math，我得到“0 0 -5”

我知道 -ffast-math 会破坏 IEEE 标准，并且它不检查 NAN，但它破坏上述简单条件检查的具体原因是什么？

Answer 1

-ffast-math 指示 g++ 假设 NaN 永远不会出现。那么，将某些东西设置为 NaN 大致相当于未定义的行为，因为编译器可以安全地假设它永远不会发生。请参阅this 系列 LLVM 博客文章，了解编译器如何消除它“知道”无法执行的分支，以及如何令人惊讶。

简短版本：g++ 进入“我们处于快速数学模式，因此 dbl_num_ 永远不会设置为 NaN，因此永远不会采用 else 分支，因此存在_必须为真，因此我可以优化除该路径之外的所有内容”。

编辑：另见this gcc 错误报告。