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帶有/arch:AVX2/fp:fast中斷C 矩陣求逆演算法的MSVC編譯器

2021-10-14 23:16:34 移動端開發

我有矩陣求逆演算法和用于測驗的 19x19 矩陣。使用 g 在適用于 Linux 的 Windows 子系統中運行它會產生正確的倒矩陣。

在 Windows 上的 Visual Studio 2017 中，它曾經也能正常作業。但是，在升級到 Visual Studio 2019 后，我得到一個包含全零的矩陣。MSVC 壞了還是這里有什么問題？

到目前為止，我已經測驗了用大于/小于公差值替換==0.0/ !=0.0（在某些情況下由于四舍五入可能不安全），但這也不起作用。

預期的結果（我用 g 得到的）是{5.26315784E-2,-1.25313282E-2, ... -1.25000000E-1}. 我使用 Visual Studio 2019 v142、Windows SDK 10.0.19041.0、Release x64 進行編譯，然后我得到{0,0,...0}. 使用 Debug x64 我得到一個不同的（也是錯誤的）結果：所有矩陣條目都是-1.99839720E18. 我使用 C 17 語言標準，/O2 /Oi /Ot /Qpar /arch:AVX2 /fp:fast /fp:except-。我有一個支持 AVX2 的 i7-8700K。

我還在代碼中標記了它在Windows中錯誤回傳的地方。任何幫助是極大的贊賞。

編輯：我剛剛發現錯誤行為的原因是 /arch:AVX2 與 /fp:fast 結合使用。但我不明白為什么。/arch:SSE、/arch:SSE2 和 /arch:AVX 與 /fp:fast 一起正常作業，但 /arch:AVX2 不能正常作業。這里不同的舍入或操作順序如何觸發完全不同的行為？

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;
typedef unsigned int uint;
void println(const string& s="") {
    cout << s << endl;
}

struct floatNxN {
    uint N{}; // matrix size is NxN
    vector<float> M; // matrix data
    floatNxN(const uint N, const float* M) : N {N}, M(N*N) {
        for(uint i=0; i<N*N; i  ) this->M[i] = M[i];
    }
    floatNxN(const uint N, const float x=0.0f) : N {N}, M(N*N, x) { // create matrix filled with zeros
    }
    floatNxN() = default;
    ~floatNxN() = default;
    floatNxN invert() const { // returns inverse matrix
        vector<double> A(2*N*N); // calculating intermediate values as double is strictly necessary
        for(uint i=0; i<N; i  ) {
            for(uint j=0; j<  N; j  ) A[2*N*i j] = (double)M[N*i j];
            for(uint j=N; j<2*N; j  ) A[2*N*i j] = (double)(i N==j);
        }
        for(uint k=0; k<N-1; k  ) { // at iteration k==2, the content of A is already different in MSVC and g  
            if(A[2*N*k k]==0.0) {
                for(uint i=k 1; i<N; i  ) {
                    if(A[2*N*i k]!=0.0) {
                        for(uint j=0; j<2*N; j  ) {
                            const double t = A[2*N*k j];
                            A[2*N*k j] = A[2*N*i j];
                            A[2*N*i j] = t;
                        }
                        break;
                    } else if(i 1==N) {
                        return floatNxN(N);
                    }
                }
            }
            for(uint i=k 1; i<N; i  ) {
                const double t = A[2*N*i k]/A[2*N*k k];
                for(uint j=k; j<2*N; j  ) A[2*N*i j] -= A[2*N*k j]*t;
            }
        }
        double det = 1.0;
        for(uint k=0; k<N; k  ) det *= A[2*N*k k];
        if(det==0.0) {
            return floatNxN(N);
        }
        for(int k=N-1; k>0; k--) {
            for(int i=k-1; i>=0; i--) {
                const double t = A[2*N*i k]/A[2*N*k k];
                for(uint j=k; j<2*N; j  ) A[2*N*i j] -= A[2*N*k j]*t;
            }
        }
        floatNxN r = floatNxN(N);
        for(uint i=0; i<N; i  ) {
            const double t = A[2*N*i i];
            for(uint j=0; j<N; j  ) r.M[N*i j] = (float)(A[2*N*i N j]/t);
        }
        return r;
    }
    string stringify() const { // converts matrix into string without spaces or newlines
        string s = "{" to_string(M[0]);
        for(uint i=1; i<N*N; i  ) s  = "," to_string(M[i]);
        return s "}";
    }
};

int main() {
    const float Md[19*19] = {
          1,  1,  1,  1,  1,  1,  1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
        -30,-11,-11,-11,-11,-11,-11, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
         12, -4, -4, -4, -4, -4, -4, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
          0,  1, -1,  0,  0,  0,  0, 1,-1, 1,-1, 0, 0, 1,-1, 1,-1, 0, 0,
          0, -4,  4,  0,  0,  0,  0, 1,-1, 1,-1, 0, 0, 1,-1, 1,-1, 0, 0,
          0,  0,  0,  1, -1,  0,  0, 1,-1, 0, 0, 1,-1,-1, 1, 0, 0, 1,-1,
          0,  0,  0, -4,  4,  0,  0, 1,-1, 0, 0, 1,-1,-1, 1, 0, 0, 1,-1,
          0,  0,  0,  0,  0,  1, -1, 0, 0, 1,-1, 1,-1, 0, 0,-1, 1,-1, 1,
          0,  0,  0,  0,  0, -4,  4, 0, 0, 1,-1, 1,-1, 0, 0,-1, 1,-1, 1,
          0,  2,  2, -1, -1, -1, -1, 1, 1, 1, 1,-2,-2, 1, 1, 1, 1,-2,-2,
          0, -4, -4,  2,  2,  2,  2, 1, 1, 1, 1,-2,-2, 1, 1, 1, 1,-2,-2,
          0,  0,  0,  1,  1, -1, -1, 1, 1,-1,-1, 0, 0, 1, 1,-1,-1, 0, 0,
          0,  0,  0, -2, -2,  2,  2, 1, 1,-1,-1, 0, 0, 1, 1,-1,-1, 0, 0,
          0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 1, 1, 0, 0, 0, 0,-1,-1, 0, 0, 0, 0,
          0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0,-1,-1,
          0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0,-1,-1, 0, 0,
          0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 1,-1,-1, 1, 0, 0, 1,-1,-1, 1, 0, 0,
          0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,-1, 1, 0, 0, 1,-1, 1,-1, 0, 0, 1,-1,
          0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 0, 0, 1,-1,-1, 1, 0, 0,-1, 1, 1,-1
    };
    floatNxN M(19, Md);
    floatNxN Mm1 = M.invert();
    println(Mm1.stringify());
}

uj5u.com熱心網友回復：

似乎是與文字 0 的比較破壞了優化后的演算法。特別是第一個殺死它，因為正確操作的結果需要正好為 0。

通常，與其將浮點值與文字零進行比較，不如將絕對值與非常小的常量進行比較。

這似乎有效：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;
typedef unsigned int uint;
void println(const string& s = "") {
  cout << s << endl;
}

struct floatNxN {
  const double epsilon = 1E-12;
  uint N{}; // matrix size is NxN
  vector<float> M; // matrix data
  floatNxN(const uint N, const float* M) : N{ N }, M(N* N) {
    for (uint i = 0; i < N * N; i  ) this->M[i] = M[i];
  }
  floatNxN(const uint N, const float x = 0.0f) : N{ N }, M(N* N, x) { // create matrix filled with zeros
  }
  floatNxN() = default;
  ~floatNxN() = default;
  floatNxN invert() const { // returns inverse matrix
    vector<double> A(2 * N * N); // calculating intermediate values as double is strictly necessary
    for (uint i = 0; i < N; i  ) {
      for (uint j = 0; j < N; j  ) A[2 * N * i   j] = (double)M[N * i   j];
      for (uint j = N; j < 2 * N; j  ) A[2 * N * i   j] = (double)(i   N == j);
    }
    for (uint k = 0; k < N - 1; k  ) { // at iteration k==2, the content of A is already different in MSVC and g  
      if (fabs(A[2 * N * k   k]) < epsilon) { // comparing with 0 was the killer here
        for (uint i = k   1; i < N; i  ) {
          if (fabs(A[2 * N * i   k]) > epsilon) {
            for (uint j = 0; j < 2 * N; j  ) {
              const double t = A[2 * N * k   j];
              A[2 * N * k   j] = A[2 * N * i   j];
              A[2 * N * i   j] = t;
            }
            break;
          } else if (i   1 == N) {
            return floatNxN(N);
          }
        }
      }
      for (uint i = k   1; i < N; i  ) {
        const double t = A[2 * N * i   k] / A[2 * N * k   k];
        for (uint j = k; j < 2 * N; j  ) A[2 * N * i   j] -= A[2 * N * k   j] * t;
      }
    }
    double det = 1.0;
    for (uint k = 0; k < N; k  ) det *= A[2 * N * k   k];
    if (fabs(det) < epsilon) {
      return floatNxN(N);
    }
    for (int k = N - 1; k > 0; k--) {
      for (int i = k - 1; i >= 0; i--) {
        const double t = A[2 * N * i   k] / A[2 * N * k   k];
        for (uint j = k; j < 2 * N; j  ) A[2 * N * i   j] -= A[2 * N * k   j] * t;
      }
    }
    floatNxN r = floatNxN(N);
    for (uint i = 0; i < N; i  ) {
      const double t = A[2 * N * i   i];
      for (uint j = 0; j < N; j  ) r.M[N * i   j] = (float)(A[2 * N * i   N   j] / t);
    }
    return r;
  }
  string stringify() const { // converts matrix into string without spaces or newlines
    string s = "{"   to_string(M[0]);
    for (uint i = 1; i < N * N; i  ) s  = ","   to_string(M[i]);
    return s   "}";
  }
};

int main() {
  const float Md[19 * 19] = {
        1,  1,  1,  1,  1,  1,  1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
      -30,-11,-11,-11,-11,-11,-11, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
       12, -4, -4, -4, -4, -4, -4, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
        0,  1, -1,  0,  0,  0,  0, 1,-1, 1,-1, 0, 0, 1,-1, 1,-1, 0, 0,
        0, -4,  4,  0,  0,  0,  0, 1,-1, 1,-1, 0, 0, 1,-1, 1,-1, 0, 0,
        0,  0,  0,  1, -1,  0,  0, 1,-1, 0, 0, 1,-1,-1, 1, 0, 0, 1,-1,
        0,  0,  0, -4,  4,  0,  0, 1,-1, 0, 0, 1,-1,-1, 1, 0, 0, 1,-1,
        0,  0,  0,  0,  0,  1, -1, 0, 0, 1,-1, 1,-1, 0, 0,-1, 1,-1, 1,
        0,  0,  0,  0,  0, -4,  4, 0, 0, 1,-1, 1,-1, 0, 0,-1, 1,-1, 1,
        0,  2,  2, -1, -1, -1, -1, 1, 1, 1, 1,-2,-2, 1, 1, 1, 1,-2,-2,
        0, -4, -4,  2,  2,  2,  2, 1, 1, 1, 1,-2,-2, 1, 1, 1, 1,-2,-2,
        0,  0,  0,  1,  1, -1, -1, 1, 1,-1,-1, 0, 0, 1, 1,-1,-1, 0, 0,
        0,  0,  0, -2, -2,  2,  2, 1, 1,-1,-1, 0, 0, 1, 1,-1,-1, 0, 0,
        0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 1, 1, 0, 0, 0, 0,-1,-1, 0, 0, 0, 0,
        0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0,-1,-1,
        0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0,-1,-1, 0, 0,
        0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 1,-1,-1, 1, 0, 0, 1,-1,-1, 1, 0, 0,
        0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,-1, 1, 0, 0, 1,-1, 1,-1, 0, 0, 1,-1,
        0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 0, 0, 1,-1,-1, 1, 0, 0,-1, 1, 1,-1
  };
  floatNxN M(19, Md);
  floatNxN Mm1 = M.invert();
  println(Mm1.stringify());
}

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    如圖，引導開始，球從上落下，同時淡入文字，然后文字開始輪播，最后一頁時停止，點擊進入首頁。 在來看看效果圖。 重力球先不講，主要歡迎輪播簡單實作 首先新建一個類 TextTranslationXGuideView，用于影片展示 文本是類似的，最后會有個圖片箭頭影片，布局很簡單，就是一個 TextVi ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:40:31 more
  • 【FAQ】關于華為推送服務因營銷訊息頻次管控導致服務通訊類訊息

    一． 問題描述 使用華為推送服務下發IM訊息時，下發訊息請求成功且code碼為80000000，但是手機總是收不到訊息； 在華為推送自助分析（Beta）平臺查看發現，訊息發送觸發了頻控。 二． 問題原因及背景 2023年1月05日起，華為推送服務對咨詢營銷類訊息做了單個設備每日推送數量上限管理，具體 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:40:11 more
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    uj5u.com 2023-04-20 08:39:36 more
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    一． 問題描述 使用華為推送服務下發IM訊息時，下發訊息請求成功且code碼為80000000，但是手機總是收不到訊息； 在華為推送自助分析（Beta）平臺查看發現，訊息發送觸發了頻控。 二． 問題原因及背景 2023年1月05日起，華為推送服務對咨詢營銷類訊息做了單個設備每日推送數量上限管理，具體 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:39:13 more
  • iOS從UI記憶體地址到讀取成員變數（oc/swift）

    開發除錯時，我們發現bug時常首先是從UI顯示發現例外，下一步才會去定位UI相關連的資料的。XCode有給我們提供一系列debug工具，但是很多人可能還沒有形成一套穩定的除錯流程，因此本文嘗試解決這個問題，順便提出一個暴論：UI顯示例外問題只需要兩個步驟就能完成定位作業的80%： 定位例外 UI 組 ......

    uj5u.com 2023-04-19 09:16:23 more
  • FIDE重磅更新！性能飛躍！體驗有禮！

    FIDE 開發者工具重構升級啦！實作500%性能提升，誠邀體驗！ 一直以來不少開發者朋友在社區反饋，在使用 FIDE 工具的程序中，時常會遇到諸如加載不及時、代碼預覽/渲染性能不如意的情況，十分影響開發體驗。 作為技術團隊，我們深知一件趁手的開發工具對開發者的重要性，因此，在2023年開年，FinC ......

    uj5u.com 2023-04-19 09:16:15 more
  • 游戲內嵌社區服務開放，助力開發者提升玩家互動與留存

    華為 HMS Core 游戲內嵌社區服務提供快速訪問華為游戲中心論壇能力，支持玩家直接在游戲內瀏覽帖子和交流互動，助力開發者擴展內容生產和觸達的場景。 一、為什么要游戲內嵌社區？ 二、游戲內嵌社區的典型使用場景 1、游戲內打開論壇 您可以在游戲內繪制論壇入口，為玩家提供沉浸式發帖、瀏覽、點贊、回帖、 ......

    uj5u.com 2023-04-19 09:15:46 more
  • iOS從UI記憶體地址到讀取成員變數（oc/swift）

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    uj5u.com 2023-04-19 09:14:53 more
  • FIDE重磅更新！性能飛躍！體驗有禮！

    FIDE 開發者工具重構升級啦！實作500%性能提升，誠邀體驗！ 一直以來不少開發者朋友在社區反饋，在使用 FIDE 工具的程序中，時常會遇到諸如加載不及時、代碼預覽/渲染性能不如意的情況，十分影響開發體驗。 作為技術團隊，我們深知一件趁手的開發工具對開發者的重要性，因此，在2023年開年，FinC ......

    uj5u.com 2023-04-19 09:14:08 more
  • 游戲內嵌社區服務開放，助力開發者提升玩家互動與留存

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    uj5u.com 2023-04-19 09:08:34 more

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