JavaScript 数字是确定性的吗？

Posted 2023-02-22

【中文标题】JavaScript 数字是确定性的吗？

【英文标题】：Are JavaScript numbers deterministic?

【发布时间】：2016-06-01 01:14:47

【问题描述】：

javascript 将数字表示为 IEEE 754 双精度数，这是确定性的。更不用说，我看到一些编译器优化可以改变浮点运算的顺序，在不同的运行中带来不确定性。所以，问题是：不使用其他非确定性来源（Math.random 等），Number -> Number JavaScript 函数是否总是会产生与平台和引擎无关的相同结果？

【问题讨论】：

“是的。” JavaScript 被指定为具有数字的 IEEE 754-Double 语义，并且它具有所有数学运算（从语言语义的角度来看）的明确定义的顺序，其中所有中间值必须精确地实现。如果存在不符合 ECMAScript 规范的平台/引擎。

@user2864740：规范大概不要求Math.log、Math.sin、Math.cos等被正确舍入？任何使用这些的代码都可能无法跨平台给出相同的结果。

@MarkDickinson 您能否详细说明并在答案中说明您的观点？

@Viclib：恐怕我对 ECMAScript 的了解不够，无法给出权威的答案。但在该标准的最新版本（第 6 版）中，第 20.2.2 节中有一条注释以“函数 acos、acosh、asin、asinh、atan、atanh、atan2、cbrt、cos、cosh、 exp、expm1、hypot、log、log1p、log2、log10、pow、random、sin、sinh、sqrt、tan 和 tanh 在这里没有精确指定......"。这并不奇怪：对超越函数进行有效且有保证的正确舍入是一个难以解决的问题，而且要求它是不合理的。

【参考方案1】：

一些编译器优化可以改变浮点运算的顺序，在不同的运行中带来不确定性

ECMAScript 规范没有讨论这种优化。然而，一般而言，预计（就像某些TypedArray 算法明确指出的那样）“优化不得在算法的指定行为中引入任何可观察到的变化。”并且运算符的评估顺序相当在 ECMAScript 中严格指定。

因此，除非执行此类操作的实现证明是错误的（并且还需要确定其标准合规性），否则我们可以假设答案是是。

【参考方案2】：

猜测您指的是特定于语言的非确定性，而不是任何特定于 IEEE-754 的东西。

许多其他语言，例如C 具有undefined 或implementation-specific 行为，这允许编译器为该处理器发出非常紧凑的代码，但代价是很多陷阱。

例如，在C 语言中，这个表达式：

(a++) + (++a)

可以以两种不同的顺序进行评估，您可以获得两个有效的答案。

但是，EcmaScript 3（和 5）指定了表达式的操作顺序，因此任何 JavaScript 平台都应该以完全相同的方式执行操作。

这里有更长的讨论：

Javascript evaluation order for operators