java - .NET 中的严格 float 学库

Question

我有 Java 算法/计算和单元测试。单元测试期望结果具有一定的精度/增量。现在我将算法移植到 .NET 中并希望使用相同的单元测试。我使用双数据类型。

问题是 Java 对 Math 类中的某些操作使用 strictfp(64 位)。 .NET 始终使用 FPU/CPU(80 位)。 .NET 更精确、更快速。 Java 更具可预测性。

因为我的算法是循环的并且重复使用了上一轮的结果，所以错误/差异/更高的精度累积太大。我不依赖速度(用于单元测试)。我很高兴在生产中使用 .NET 精度，但我想验证实现。

从 JDK 考虑这个

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

我正在寻找在 .NET 中使用严格 FP 的库或技术。

先发制人的评论:我确实理解 IEEE 754 格式以及 float 不是精确的十进制数或分数这一事实。没有 Decimal，没有 BigInt 或 BigNumber。请不要这样回答，谢谢。

Answer 1

我在今年早些时候广泛研究了这个问题，因为我想知道是否可以在 .NET 中基于浮点算法进行多人模拟。我的一些发现可能对您有用:

It is possible to emulate "strict" mode by inserting redundant casts everywhere ，但这似乎是一个脆弱的、特定于 C# 且乏味的解决方案。

32 位 JIT 发出 x87 指令，但 64 位 JIT 发出 SSE 指令。 Microsoft 和 Mono 的实现都是如此。与 x87 不同，SSE floating arithmetic is reproducible .

我相信 System.Math 只是调用等效的 C 运行时函数，尽管我无法进入程序集来验证这一点(如果有人知道如何做到这一点，请检查!)。 C 运行时尽可能使用超越函数的 SSE 版本，但在少数情况下除外，特别是 sqrt(但为此通过内部函数编写包装器是微不足道的)。就 SSE 的本质而言，这些必须是可重现的。 It is programatically possible to determine whether the C runtime is using its SSE implementation rather than x87 .

对于 SSE 中不可用的其余超越函数(fmod、sinh、cosh、tanh)，如果不对其结果在 x87 上执行进一步操作，它们可能不会导致再现性问题。

所以简而言之，坚持使用 64 位 CLR 应该可以解决算术问题；对于先验函数，大多数已经在 SSE 中实现，如果您不对结果执行任何 x87 算术，我什至不确定是否有必要这样做。