编译后的表达式树给出了与等效代码不同的结果

Question

以下代码:

double c1 = 182273d;
double c2 = 0.888d;
Expression c1e = Expression.Constant(c1, typeof(double));
Expression c2e = Expression.Constant(c2, typeof(double));
Expression<Func<double, double>> sinee = a => Math.Sin(a);
Expression sine = ((MethodCallExpression)sinee.Body).Update(null, new[] { c1e });
Expression sum = Expression.Add(sine, c2e);
Func<double> f = Expression.Lambda<Func<double>>(sum).Compile();
double r = f();
double rr = Math.Sin(c1) + c2;
Console.WriteLine(r.ToString("R"));
Console.WriteLine(rr.ToString("R"));

将输出:

0.082907514933846488
0.082907514933846516

为什么r和rr不同？

更新:

发现如果选择"x86"平台目标或使用"任何CPU"检查"首选32位",则重现此项.在64x模式下正常工作.

Answer 1

我不是这方面的专家,但我会对此发表看法.

首先,只有在使用调试标志进行编译时才会出现问题(在发布模式下它不会出现),并且实际上只有在运行为x86时才出现.

如果我们反编译表达式编译的方法,我们将看到这个(在调试和发布中):

IL_0000: ldc.r8       182273 // push first value
IL_0009: call         float64 [mscorlib]System.Math::Sin(float64) // call Math.Sin()
IL_000e: ldc.r8       0.888 // push second value
IL_0017: add          // add
IL_0018: ret 

但是,如果我们查看在调试模式下编译的类似方法的IL代码,我们将看到:

.locals init (
  [0] float64 V_0
)
IL_0001: ldc.r8       182273
IL_000a: call         float64 [mscorlib]System.Math::Sin(float64)
IL_000f: ldc.r8       0.888
IL_0018: add          
IL_0019: stloc.0      // save to local
IL_001a: br.s         IL_001c // basically nop
IL_001c: ldloc.0      // V_0 // pop from local to stack
IL_001d: ret          // return

您会看到编译器将(不必要的)结果保存并加载到本地变量(可能用于调试目的).现在我不确定,但据我所知,在x86架构上,双值可能存储在80位 CPU寄存器中(引自此处):

默认情况下,在x86体系结构的代码中,编译器使用协处理器的80位寄存器来保存浮点计算的中间结果.这会提高程序速度并减少程序大小.但是,由于计算涉及在内存中表示的浮点数据类型少于80位,因此通过冗长的计算可以产生精度为80位的额外位减去较小浮点类型中的位数.结果不一致.

所以我的猜测是这个本地存储和从本地加载导致从64位转换到80位(因为寄存器)和返回,这会导致你观察到的行为.

另一种解释可能是JIT在调试和释放模式之间表现不同(可能仍然与将中间计算结果存储在80位寄存器中有关).

希望有些知道更多的人可以确认我是否正确.

更新以回应评论.反编译表达式的一种方法是创建动态程序集,将表达式编译到那里的方法,保存到磁盘,然后查看任何反编译器(我使用JetBrains DotPeek).例:

 var asm = AppDomain.CurrentDomain.DefineDynamicAssembly(
     new AssemblyName("dynamic_asm"),
     AssemblyBuilderAccess.Save);

 var module = asm.DefineDynamicModule("dynamic_mod", "dynamic_asm.dll");
 var type = module.DefineType("DynamicType");
 var method = type.DefineMethod(
     "DynamicMethod", MethodAttributes.Public | MethodAttributes.Static);
 Expression.Lambda<Func<double>>(sum).CompileToMethod(method);
 type.CreateType();
 asm.Save("dynamic_asm.dll");