Wie können wir deterministische Gleitkommaergebnisse in .NET erzielen?

Erzwingung von Gleitkommaberechnungen für deterministische Ergebnisse in .NET

Angetrieben durch das Streben nach konsistenten Ergebnissen auf allen Maschinen in .NET kämpfen Entwickler mit der Herausforderung des Gleitkomma-Determinismus. Ohne integrierte Lösungen wie Javas fpstrict scheint das Problem unüberwindbar zu sein. Während einige auf umständliche Festkomma-Mathematik zurückgegriffen haben, haben andere das Potenzial der expliziten Umwandlung erkundet.

Wie vom CLR-Ingenieur David Notario vorgeschlagen, kann das Einfügen expliziter Umwandlungen nach jeder Gleitkommaoperation zu vorhersehbarem Verhalten führen. Allerdings weist Eric Lippert darauf hin, dass der C#-Compiler der Laufzeit lediglich einen „Hinweis“ gibt, um die Eingrenzung zu ermöglichen. Es bleibt unklar, ob dieser Hinweis zu den notwendigen IL-Konvertierungen führt.

Wenn wir uns die C#-Spezifikationen und die CLR-Spezifikationen genauer ansehen, bestätigen wir Folgendes:

1. Der C#-Compiler fügt tatsächlich eine Konvertierung ein. r4-Opcode in der IL, wenn im Quellcode eine explizite Umwandlung in Float vorhanden ist.
2. Die CLR-Spezifikation schreibt vor, dass a Die conv.r4-Anweisung kürzt einen Wert auf seine native Größe.

Trotzdem reicht die explizite Umwandlung allein nicht aus, um die Reproduzierbarkeit auf allen Maschinen zu gewährleisten. Die CLR ermöglicht möglicherweise die Speicherung von Ergebnissen in FPU-Registern mit höherer Präzision während Zwischenberechnungen. Auch die Zuweisung zu einem statischen Feld oder Array-Element kann eine Kürzung erzwingen.

Andere Faktoren, wie z. B. FPU-Einstellungen, können dennoch zu Abweichungen führen. Um eine wirklich reproduzierbare Arithmetik zu gewährleisten, wird Entwicklern empfohlen, stattdessen die Verwendung von Ganzzahlen in Betracht zu ziehen.

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