異なるプラットフォーム間で C# の浮動小数点演算の結果が一貫していることを確認するにはどうすればよいですか?

C# での一貫した浮動小数点計算の維持

一貫性のない浮動小数点演算結果は、特に正確な状態計算が重要なゲーム開発のようなシナリオにおいて、クロスプラットフォームの C# アプリケーションを悩ませる可能性があります。この不一致は、プロセッサ アーキテクチャとコンパイラの最適化戦略の違いに起因します。 たとえば、x86 プロセッサで拡張精度を使用すると、標準の 64 ビットまたは 32 ビット浮動小数点演算を使用するシステムと比較して、異なる丸めが発生する可能性があります。 C# JIT コンパイラは、プログラムの実行ごとに最適化が変化する可能性があるため、潜在的な変動性の層をさらに追加します。

一貫した精度のための戦略

これらの不一致を軽減するために、いくつかのアプローチが存在します。

浮動小数点精度の直接制御 (C の _controlfp_s などの関数を使用して拡張精度を無効にするなど) は、C# では直接使用できません。

C# の

データ型によって提供される decimal 固定小数点演算は、決定論的な代替手段を提供します。 ただし、パフォーマンスのオーバーヘッドが大きくなる可能性があります。

カスタム ソリューション

浮動小数点の一貫性を保証するためのネイティブ C# ライブラリがないため、カスタム ソリューションが必要です。

• C# の FixedPoint32: 実装は簡単ですが、範囲が限られているため、オーバーフローや精度の低下が懸念されます。
• C# の FixedPoint64: .NET には中間計算用のネイティブ 128 ビット整数がないため、より複雑です。
• カスタム 32 ビット浮動小数点: カスタム 32 ビット浮動小数点型を構築するには、BitScanReverse などの操作を慎重に処理する必要がありますが、一貫した結果への潜在的なパスが提供されます。
• ネイティブ コードの統合: 数学演算をネイティブ コードにオフロードすると、一貫性が確保されますが、デリゲート呼び出しによるパフォーマンスの低下が生じます。

オープンソース リソースの活用

「SoftFloat」GitHub リポジトリ (https://www.php.cn/link/b49c21e3241ca30fdcd45758f44abe07) は、32 ビット浮動小数点演算の実験的な C# 実装を提供します。 ただし、その不完全な性質とバグの可能性を認識することが重要です。 慎重に使用し、徹底的なテストを行ってください。

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