如果任一参数是NaN，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!=之外的所有比较运算符将返回false，如果其中一个或两个参数都是NaN，而!=运算符将返回true。我可以很容易地重现此问题有一个简单的独立测试：

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(!=) 
} 

这将打印预期结果：（NAN在MSVC运行时格式化为-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 

然而，当我粘贴此块代码倒在我的应用程序的内部循环，所有的浮点运算进行，我得到的最深处莫名的这些结果：

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 

出于某种原因，当其中一个或两个参数都是NaN时，<,<=和==运算符意外返回true。此外，!=运算符意外返回false。

这是使用Visual Studio 2010构建的64位代码，运行在Intel Xeon E5-2650上。使用_mm_getcsr()，我已确认CSR注册在两种情况下都保持相同的值。

还有什么可以影响像这样的浮点数学行为？

Answer 1

此行为归因于/fp:fast MSVC编译器选项，该选项允许编译器执行比较，而不考虑正确的NaN行为，以便生成更快的代码。使用/fp:precise或/fp:strict而不是使用NaN参数导致这些比较的行为与预期相同。