`/fp` （指定浮點行為）

發行項
10/12/2023

指定編譯器如何處理浮點運算式、優化和例外狀況。 /fp選項會指定產生的程式碼是否允許浮點環境變更為四捨五入模式、例外狀況遮罩和次正規行為，以及浮點狀態檢查是否傳回目前、精確的結果。它會控制編譯器是否會產生維護來源作業和運算式順序的程式碼，並符合 NaN 傳播的標準。或者，如果它會產生更有效率的程式碼，可能會重新排序或合併作業，並使用簡化 IEEE-754 標準不允許的代數轉換。

語法

/fp:contract
/fp:except[-]
/fp:fast
/fp:precise
/fp:strict

/fp:except[-]
/fp:fast
/fp:precise
/fp:strict

引數

`/fp:contract`

選項 /fp:contract 可讓編譯器在指定 /fp:precise 和 /fp:except 選項時產生浮點合約。收縮是結合浮點運算的電腦指令，例如 Fused-Multiply-Add （FMA）。 FMA 定義為 IEEE-754 的基本運算，不會在加法之前四捨五入中繼乘積，因此結果可能與不同的乘法和加法運算不同。由於它是實作為單一指令，所以其速度可能會比個別的指令更快。速度代價是位確切的結果，而且無法檢查中繼值。

根據預設， /fp:fast 選項會啟用 /fp:contract 。選項 /fp:contract 與不相容 /fp:strict 。

此選項 /fp:contract 是 Visual Studio 2022 的新功能。

`/fp:precise`

根據預設，編譯器會使用 /fp:precise 行為。

在下 /fp:precise ，編譯器會在產生並優化目的機器的物件程式碼時，保留浮點程式碼的來源運算式排序和四捨五入屬性。編譯器會在運算式評估期間四個特定點四捨五入原始程式碼精確度：在指派、類型廣播、浮點引數傳遞至函式呼叫，以及當函式呼叫傳回浮點值時。中繼計算可能以機器精確度執行。 Typecasts 可用來明確四捨五入中繼計算。

編譯器不會在浮點運算式上執行代數轉換，例如重新關聯或分佈，除非它可以保證轉換會產生位相同的結果。涉及特殊值的運算式（NaN、+infinity、-infinity、-infinity、-0.0）會根據 IEEE-754 規格進行處理。例如， x != x 評估為 true 如果 x 是 NaN。浮點收縮預設不會在下 /fp:precise 產生。此行為是 Visual Studio 2022 的新功能。舊版編譯器預設可能會在下 /fp:precise 產生合約。

編譯器會產生程式碼，以在預設浮點環境中執行。它也假設在執行時間不會存取或修改浮點環境。也就是說，它會假設程式碼：將浮點例外狀況保留遮罩、不會讀取或寫入浮點狀態暫存器，也不會變更四捨五入模式。

如果您的浮點程式碼不相依于浮點語句中的作業和運算式順序（例如，如果您不在乎是否 a * b + a * c 計算為 (b + c) * a 或 2 * a 作為 a + a ），請考慮 /fp:fast 選項，這可以產生更快、更有效率的程式碼。如果您的程式碼都相依于作業和運算式的順序，並存取或改變浮點環境（例如，若要變更四捨五入模式或設陷浮點例外狀況），請使用 /fp:strict 。

`/fp:strict`

/fp:strict 具有類似 /fp:precise 的行為，也就是說，編譯器會在產生並優化目的機器的物件程式碼時，保留浮點程式碼的來源排序和四捨五入屬性，並在處理特殊值時觀察標準。程式也可以在執行時間安全地存取或修改浮點環境。

在下 /fp:strict ，編譯器會產生程式碼，讓程式安全地解除遮罩浮點例外狀況、讀取或寫入浮點狀態暫存器，或變更四捨五入模式。它會在運算式評估期間四個特定點四捨五入原始程式碼精確度：在指派、類型廣播、浮點引數傳遞至函式呼叫時，以及當函式呼叫傳回浮點值時。中繼計算可能以機器精確度執行。 Typecasts 可用來明確四捨五入中繼計算。編譯器不會在浮點運算式上進行任何代數轉換，例如重新關聯或分佈，除非它可以保證轉換會產生位相同的結果。涉及特殊值的運算式（NaN、+infinity、-infinity、-infinity、-0.0）會根據 IEEE-754 規格進行處理。例如， x != x 評估為 true 如果 x 是 NaN。浮點收縮不會在下 /fp:strict 產生。

/fp:strict 比計算成本更高 /fp:precise ，因為編譯器必須插入額外的指令來攔截例外狀況，並允許程式在執行時間存取或修改浮點環境。如果您的程式碼未使用這項功能，但需要原始程式碼排序和四捨五入，或依賴特殊值，請使用 /fp:precise 。否則，請考慮使用 /fp:fast ，這會產生更快且較小的程式碼。

`/fp:fast`

選項 /fp:fast 可讓編譯器重新排序、合併或簡化浮點運算，以優化速度與空間的浮點程式碼。編譯器可能會省略指派語句、typecasts 或函式呼叫的四捨五入。例如，它可以使用關聯和散發法來重新排序作業或進行代數轉換。即使這類轉換會導致明顯不同的四捨五入行為，它也可能會重新排序程式代碼。由於這項增強的優化，某些浮點運算的結果可能會與其他選項所產生的 /fp 不同。特殊值（NaN、+infinity、-infinity、-0.0）可能不會根據 IEEE-754 標準傳播或行為嚴格。浮點收縮可能會在下 /fp:fast 產生。編譯器仍然受到底下 /fp:fast 的基礎架構所系結，而且可以使用選項來取得 /arch 更多優化。

在下 /fp:fast ，編譯器會產生要在預設浮點環境中執行的程式碼，並假設在執行時間不會存取或修改浮點環境。也就是說，它會假設程式碼：將浮點例外狀況保留遮罩、不會讀取或寫入浮點狀態暫存器，也不會變更四捨五入模式。

/fp:fast 適用于不需要嚴格原始程式碼排序和四捨五入浮點運算式的程式，而且不依賴標準規則來處理特殊值，例如 NaN 。如果您的浮點程式碼需要保留原始程式碼排序和四捨五入，或依賴特殊值的標準行為，請使用 /fp:precise 。如果您的程式碼存取或修改浮點環境以變更四捨五入模式、取消遮罩浮點例外狀況，或檢查浮點狀態，請使用 /fp:strict 。

`/fp:except`

選項 /fp:except 會產生程式碼，以確保任何未遮罩的浮點例外狀況都會在發生的確切點引發，而且不會引發任何其他浮點例外狀況。根據預設， /fp:strict 選項會啟用 /fp:except ，而且 /fp:precise 不會。選項 /fp:except 與不相容 /fp:fast 。選項可以使用來明確停用 /fp:except- 。

本身不會 /fp:except 啟用任何浮點例外狀況。不過，程式必須啟用浮點例外狀況。如需如何啟用浮點例外狀況的詳細資訊，請參閱 _controlfp 。

備註

您可以在相同的編譯器命令列中指定多個 /fp 選項。一次只能有一個 /fp:strict 、 /fp:fast 和 /fp:precise 選項生效。如果您在命令列上指定其中一個以上的選項，則較新的選項會優先使用，編譯器會產生警告。 /fp:strict和 /fp:except 選項與不相容 /clr 。

/Za[ANSI 相容性] 選項與不相容 /fp 。

使用編譯器指示詞來控制浮點行為

編譯器提供三個 pragma 指示詞來覆寫命令列上指定的浮點行為： float_control 、 fenv_access 和 fp_contract 。您可以使用這些指示詞來控制函式層級的浮點行為，而不是在函式內。這些指示詞不會直接對應至 /fp 選項。下表顯示選項和 pragma 指示詞如何 /fp 彼此對應。如需詳細資訊，請參閱個別選項和 pragma 指示詞的檔。

選項	`float_control(precise, *)`	`float_control(except, *)`	`fenv_access(*)`	`fp_contract(*)`
`/fp:fast`	`off`	`off`	`off`	`on`
`/fp:precise`	`on`	`off`	`off`	`off`*
`/fp:strict`	`on`	`on`	`on`	`off`

* 在 Visual Studio 2022 之前的 Visual Studio 版本中， /fp:precise 行為預設為 fp_contract(on) 。

選項	`float_control(precise, *)`	`float_control(except, *)`	`fenv_access(*)`	`fp_contract(*)`
`/fp:fast`	`off`	`off`	`off`	`on`
`/fp:precise`	`on`	`off`	`off`	`on`*
`/fp:strict`	`on`	`on`	`on`	`off`

* 從 Visual Studio 2022 開始的 Visual Studio 版本中， /fp:precise 行為預設為 fp_contract(off) 。

預設浮點環境

初始化進程時，會 設定預設浮點環境 。此環境會遮罩所有浮點例外狀況、將四捨五入模式設定為四捨五入至最接近（ FE_TONEAREST ）、保留次正規值（反正規值） floatdouble 值、使用、、和 long double 值的預設精確度，以及支援的位置，將無限控制項設定為預設的仿射模式。

浮點環境存取和修改

Microsoft Visual C++ 執行時間提供數個函式來存取和修改浮點環境。這些包括 _controlfp 、 _clearfp 和 _statusfp 及其變體。若要在程式碼存取或修改浮點環境時確保正確的程式列為， fenv_access 必須透過 /fp:strict 選項或使用 fenv_access pragma 來啟用，這些函式才能有任何作用。未啟用時 fenv_access ，浮點環境的存取或修改可能會導致非預期的程式列為：

程式碼可能不接受對浮點環境的要求變更，
浮點狀態暫存器可能不會報告預期或目前的結果，
可能發生非預期的浮點例外狀況，或可能發生預期的浮點例外狀況。

當您的程式碼存取或修改浮點環境時，當您結合已啟用的程式碼與未 fenv_access 啟用的程式碼 fenv_access 時，必須小心。在未啟用的程式碼 fenv_access 中，編譯器會假設平臺預設浮點環境有效。它也會假設不會存取或修改浮點狀態。建議您先將本機浮點環境儲存並還原為其預設狀態，再將控制項傳送至未 fenv_access 啟用的函式。此範例示範如何 float_control 設定和還原 pragma：

#pragma float_control(precise, on, push)
// Code that uses /fp:strict mode
#pragma float_control(pop)

浮點四捨五入模式

/fp:precise在和 /fp:fast 下，編譯器會產生程式碼，以在預設浮點環境中執行。它假設環境不會在執行時間存取或修改。也就是說，編譯器會假設程式碼永遠不會解除遮罩浮點例外狀況、讀取或寫入浮點狀態暫存器，或變更四捨五入模式。不過，有些程式需要改變浮點環境。例如，此範例會藉由改變浮點四捨五入模式來計算浮點乘法的錯誤界限：

// fp_error_bounds.cpp
#include <iostream>
#include <limits>
using namespace std;

int main(void)
{
    float a = std::<float>::max();
    float b = -1.1;
    float cLower = 0.0;
    float cUpper = 0.0;
    unsigned int control_word = 0;
    int err = 0;

    // compute lower error bound.
    // set rounding mode to -infinity.
    err = _controlfp_s(&control_word, _RC_DOWN, _MCW_RC);
    if (err)
    {
        cout << "_controlfp_s(&control_word, _RC_DOWN, _MCW_RC) failed with error:" << err << endl;
    }  
    cLower = a * b;

    // compute upper error bound.
    // set rounding mode to +infinity.
    err = _controlfp_s(&control_word, _RC_UP, _MCW_RC);
    if (err)
    {
        cout << "_controlfp_s(&control_word, _RC_UP, _MCW_RC) failed with error:" << err << endl;
    }
    cUpper = a * b;

    // restore default rounding mode.
    err = _controlfp_s(&control_word, _CW_DEFAULT, _MCW_RC);
    if (err)
    {
        cout << "_controlfp_s(&control_word, _CW_DEFAULT, _MCW_RC) failed with error:" << err << endl;
    }
    // display error bounds.
    cout << "cLower = " << cLower << endl;
    cout << "cUpper = " << cUpper << endl;
    return 0;
}

由於編譯器假設和 /fp:precise 下 /fp:fast 的預設浮點環境，因此可以忽略對 _controlfp_s 的呼叫。例如，使用和 /fp:precise 來編譯 /O2 x86 架構時，不會計算界限，而且範例程式會輸出：

cLower = -inf
cUpper = -inf

/O2使用和 /fp:strict 編譯 x86 架構時，範例程式會輸出：

cLower = -inf
cUpper = -3.40282e+38

浮點特殊值

在和 /fp:strict 下 /fp:precise ，涉及特殊值的運算式（NaN， +infinity， -infinity， -0.0）會根據 IEEE-754 規格運作。在下 /fp:fast ，這些特殊值的行為可能與 IEEE-754 不一致。

此範例示範、 /fp:strict 和 /fp:fast 底下 /fp:precise 特殊值的不同行為：

// fp_special_values.cpp
#include <stdio.h>
#include <cmath>

float gf0 = -0.0;

int main()
{
    float f1 = INFINITY;
    float f2 = NAN;
    float f3 = -INFINITY;
    bool a, b;
    float c, d, e;
    a = (f1 == f1);
    b = (f2 == f2);
    c = (f1 - f1);
    d = (f2 - f2);
    e = (gf0 / f3);
    printf("INFINITY == INFINITY : %d\n", a);
    printf("NAN == NAN           : %d\n", b);
    printf("INFINITY - INFINITY  : %f\n", c);
    printf("NAN - NAN            : %f\n", d);
    printf("std::signbit(-0.0/-INFINITY): %d\n", std::signbit(e));
    return 0;
}

使用 /O2 /fp:precise 或 /O2 /fp:strict 進行 x86 架構編譯時，輸出會與 IEEE-754 規格一致：

INFINITY == INFINITY : 1
NAN == NAN           : 0
INFINITY - INFINITY  : -nan(ind)
NAN - NAN            : nan
std::signbit(-0.0/-INFINITY): 0

使用 /O2 /fp:fast ** 進行 x86 架構編譯時，輸出與 IEEE-754 不一致：

INFINITY == INFINITY : 1
NAN == NAN           : 1
INFINITY - INFINITY  : 0.000000
NAN - NAN            : 0.000000
std::signbit(-0.0/-INFINITY): 0

浮點代數轉換

在和 /fp:strict 下 /fp:precise ，除非保證轉換會產生位相同的結果，否則編譯器不會執行任何數學轉換。編譯器可能會在下 /fp:fast 進行這類轉換。例如，範例 algebraic_transformation 函式中的運算式 a * b + a * c 可能會在下 /fp:fast 編譯成 a * (b + c) 。這類轉換不會在或 /fp:strict 下 /fp:precise 完成，編譯器會產生 a * b + a * c 。

float algebraic_transformation (float a, float b, float c)
{
    return a * b + a * c;
}

浮點明確轉換點

在和 /fp:strict 下 /fp:precise ，編譯器會在運算式評估期間四個特定點四捨五入原始程式碼精確度：在指派、類型廣播、浮點引數傳遞至函式呼叫，以及當函式呼叫傳回浮點值時。 Typecasts 可用來明確四捨五入中繼計算。在下 /fp:fast ，編譯器不會在這些點產生明確的轉換，以確保原始程式碼精確度。此範例示範不同 /fp 選項下的行為：

float casting(float a, float b)
{
    return 5.0*((double)(a+b));
}

使用 /O2 /fp:precise 或 /O2 /fp:strict 編譯時，您可以看到在 typecast 和函式傳回點插入明確型別轉換，並插入 x64 架構產生的程式碼：

        addss    xmm0, xmm1
        cvtss2sd xmm0, xmm0
        mulsd    xmm0, QWORD PTR __real@4014000000000000
        cvtsd2ss xmm0, xmm0
        ret      0

在產生的程式碼下 /O2 /fp:fast 會簡化，因為所有類型轉換都會優化：

        addss    xmm0, xmm1
        mulss    xmm0, DWORD PTR __real@40a00000
        ret      0

在 Visual Studio 開發環境中設定這個編譯器選項

開啟專案的 [屬性頁] 對話方塊。如需詳細資料，請參閱在 Visual Studio 中設定 C ++ 編譯器和組建屬性。
選取 [ 組態屬性 > C/C++ > 程式碼產生 ] 屬性頁。
修改浮點模型 屬性。

若要以程式方式設定這個編譯器選項

請參閱 floatingPointModel。

另請參閱

MSVC 編譯器選項
 MSVC 編譯器命令列語法

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/fp:precise

/fp:strict

/fp:fast

/fp:except

備註

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預設浮點環境

浮點環境存取和修改

浮點四捨五入模式

浮點特殊值

浮點代數轉換

浮點明確轉換點

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