考慮以下代碼：
#include <math.h>
#include <complex.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
complex double A = CMPLX(-NAN, 0.0);
complex double B = CMPLX(NAN, 0.0);
printf("A = %e %e, B = %e %e\n", creal(A), cimag(A), creal(B), cimag(B));
B = 0.5 * A;
printf("A = %e %e, B = %e %e\n", creal(A), cimag(A), creal(B), cimag(B));
}
在具有 gcc 8.5.0、10.2.1 和 gcc 12 的各種 amd64 Debian 系統上，此代碼產生以下輸出：
沒有優化的輸出
# cc -o test test.c -lm && ./test
A = -nan 0.000000e 00, B = nan 0.000000e 00
A = -nan 0.000000e 00, B = nan 0.000000e 00
輸出 -O1
# cc -O1 -o test test.c -lm && ./test
A = -nan 0.000000e 00, B = nan 0.000000e 00
A = -nan 0.000000e 00, B = -nan 0.000000e 00
我不明白為什么輸出不同。在 FreeBSD 上，我無法獲得“-O1”輸出。相反，我使用所有編譯器標志測驗的所有 gcc 版本總是產生“無優化”輸出。
為什么輸出因優化標志而異？這是編譯器錯誤還是未定義的行為？我能做些什么來避免這個問題？
uj5u.com熱心網友回復：
IEEE 754 沒有指定運算式-NAN（或任何涉及 NAN 的任何計算）的符號位。C 對宏的唯一要求NAN是結果是一個常量運算式，其值為安靜的 NaN。據我所知，沒有任何東西可以保證每次呼叫NAN.
根據 IEEE-754，傳播 NaN（如.5*-NAN）的操作需要傳播 NaN 的有效載荷（包括第一位之后的尾數）。但它們不需要傳播符號位；該操作可能會也可能不會遵循符號位的通常約定。
通常，不僅對于 NaN，如果計算有多個有效結果，C 標準不強制編譯器為每個計算選擇相同的有效結果。在某些情況下，可以合法地以超出所使用資料型別的精度計算中間結果，這可能會改變最終結果的舍入值。類似地，如果一個操作可能導致兩個或多個不同的 NaN 位模式，則編譯器沒有義務安排一致。例如，兩個 NaN 的總和是一個 NaN，IEEE-754 的傳播負載要求要求結果的負載是輸入的負載之一。但它沒有指定哪一個，所以如果編譯器碰巧有時計算A B而有時B A，并且那些傳播不同的有效載荷，這是有效的。
特別是，編譯器可以在編譯時自由折疊常量計算，并且編譯時計算不需要與實際計算按位相同，否則編譯器不折疊常量可能會發出。（當然，它們必須是正確的。但有時有不止一個正確的位模式。）我很確定這就是這里發生的事情：GCC 在 -O1 處比在 -O0 處更積極地折疊常量。（與 Clang 進行對比。）
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