c++ - 如果任一参数为 NaN，什么会导致 C/C++ <、<= 和 == 运算符返回 true？

Question

我对 IEEE-754 浮点比较规则的理解是，除了 != 之外的所有比较运算符如果其中一个或两个参数都是 NaN，则返回 false，而 !=运算符将返回 true。我可以通过简单的独立测试轻松重现此行为:

for (int ii = 0; ii < 4; ++ii)
{
    float a = (ii & 1) != 0 ? NAN : 1.0f;
    float b = (ii & 2) != 0 ? NAN : 2.0f;
    #define TEST(OP) printf("%4.1f %2s %4.1f => %s\n", a, #OP, b, a OP b ? "true" : "false");
    TEST(<)
    TEST(>)
    TEST(<=)
    TEST(>=)
    TEST(==)
    TEST(!=)
}

这会打印出预期的结果:(NaN 在 MSVC 运行时中被格式化为 -1.$)

 1.0  <  2.0 => true
 1.0  >  2.0 => false
 1.0 <=  2.0 => true
 1.0 >=  2.0 => false
 1.0 ==  2.0 => false
 1.0 !=  2.0 => true
-1.$  <  2.0 => false
-1.$  >  2.0 => false
-1.$ <=  2.0 => false
-1.$ >=  2.0 => false
-1.$ ==  2.0 => false
-1.$ !=  2.0 => true
 1.0  < -1.$ => false
 1.0  > -1.$ => false
 1.0 <= -1.$ => false
 1.0 >= -1.$ => false
 1.0 == -1.$ => false
 1.0 != -1.$ => true
-1.$  < -1.$ => false
-1.$  > -1.$ => false
-1.$ <= -1.$ => false
-1.$ >= -1.$ => false
-1.$ == -1.$ => false
-1.$ != -1.$ => true

但是，当我将这段代码粘贴到应用程序的内部循环的深处时，所有浮点计算都在其中执行，我得到了这些莫名其妙的结果:

 1.0  <  2.0 => true
 1.0  >  2.0 => false
 1.0 <=  2.0 => true
 1.0 >=  2.0 => false
 1.0 ==  2.0 => false
 1.0 !=  2.0 => true
-1.$  <  2.0 => true
-1.$  >  2.0 => false
-1.$ <=  2.0 => true
-1.$ >=  2.0 => false
-1.$ ==  2.0 => true
-1.$ !=  2.0 => false
 1.0  < -1.$ => true
 1.0  > -1.$ => false
 1.0 <= -1.$ => true
 1.0 >= -1.$ => false
 1.0 == -1.$ => true
 1.0 != -1.$ => false
-1.$  < -1.$ => true
-1.$  > -1.$ => false
-1.$ <= -1.$ => true
-1.$ >= -1.$ => false
-1.$ == -1.$ => true
-1.$ != -1.$ => false

由于某种原因，< , <= , 和 ==当一个或两个参数都是 NaN 时，运算符会意外返回 true。此外，!=运算符意外返回 false。

这是 64 位代码，使用 Visual Studio 2010 构建，在 Intel Xeon E5-2650 上运行。使用 _mm_getcsr() ，我已经确认 CSR 寄存器在两种情况下都保持相同的值。

还有什么可以像这样影响 float 学的行为？

Answer 1

此行为是由于 /fp:fast MSVC 编译器选项，它(除其他外)允许编译器执行比较而不考虑正确的 NaN 行为，以生成更快的代码。使用 /fp:precise或 /fp:strict相反，当出现 NaN 参数时，这些比较会按预期进行。