在 .NET 中模拟 VBA 算法

Posted 2023-02-25

【中文标题】在 .NET 中模拟 VBA 算法

【英文标题】：Simulate VBA arithmetic in .NET

【发布时间】：2013-10-21 15:15:32

【问题描述】：

免责声明：我知道 0.025 不能在 IEEE 浮点变量中精确表示，因此，舍入可能不会返回预期的结果。那不是我的问题！

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是否可以在 .NET 中模拟 VBA 算术运算符的行为？

例如，在 VBA 中，以下表达式产生 3：

Dim myInt32 As Long
myInt32 = CLng(0.025 * 100)      ' yields 3

但是，在 VB.NET 中，以下表达式产生 2：

Dim myInt32 As Integer
myInt32 = CInt(0.025 * 100)      ' yields 2

根据规范，两者都应该返回相同的值：

Lo​​ng (VBA) 和 Integer (VB.NET) 是 32 位整数类型。 根据the VBA specification，CLng 对 Long 执行 Let-coercion，数字类型之间的 Let-coercion 使用 Banker 的舍入。 The same is true 用于 VB.NET 的 CInt。 0.025 在这两种情况下都是双精度 IEEE 浮点常量。

因此，浮点乘法运算符或整数转换运算符的一些实现细节发生了变化。但是，出于与旧版 VBA 系统兼容的原因，我需要在 .NET 应用程序中复制 VBA 的数学行为（尽管它可能是错误的）。

有没有办法做到这一点？有人写了Microsoft.VBA.Math 库吗？还是 precise VBA 算法记录在某处，以便我自己做？

【问题讨论】：

VBA/VBScript/VB6 确实按照您在学校的教学方式进行了四舍五入，0.5 一直在上升。在 DotNet 中，他们转向了真正的数学四舍五入，一次向上一次向下，在计算平均值时为您提供更准确的数字。如果你想像 VBA 那样四舍五入，你需要考虑使用 FLOOR 或 CEILING。

@Steve：不。 VBA 规范明确提到 VBA 使用 Banker 的舍入，这与 .NET 使用的完全相同。在 VBA 中尝试 CLng(0.035 * 100) 和 CLng(0.045 * 100) 进行比较。

看来* 在 VBA 与 .NET 中返回不同的结果：2.5 - 0.025*100 = -1.38777878078145E-16 在 VBA，0 在 .NET。

@MichaelLiu：是的，但这可能是 VBA 编译器优化的结果：请注意，2.5 - CDbl(0.025*100) 在 VBA 中产生 0。 （对于双打，CDbl 应该是 NO-OP。）

@varocarbas - 否决投票是匿名的，您无法确定谁 否决了您。显然有两个人（与 OP 或任何回答者无关）出于某种原因不喜欢您的回答。无论如何，您的回答确实没有解决 Heinzi 的主要问题。

【参考方案1】：

VBA 和 VB.NET 的行为不同，因为 VBA 使用 80-bit "extended" precision 进行中间浮点计算（即使 Double 是 64 位类型），而 VB.NET 始终使用 64 位精度。使用 80 位精度时，0.025 * 100 的值略大于 2.5，所以CLng(0.025 * 100) 向上取整为 3。

不幸的是，VB.NET 似乎不提供 80 位精度的算术。作为一种解决方法，您可以使用 Visual C++ 创建本机 Win32 DLL 并通过 P/Invoke 调用它。例如：

#include <cmath>
#include <float.h>

#pragma comment(linker, "/EXPORT:MultiplyAndRound=_MultiplyAndRound@16")

extern "C" __int64 __stdcall MultiplyAndRound(double x, double y)

    unsigned int cw = _controlfp(0, 0);
    _controlfp(_PC_64, _MCW_PC); // use 80-bit precision (64-bit significand)
    double result = floor(x * y + 0.5);
    if (result - (x * y + 0.5) == 0 && fmod(result, 2))
        result -= 1.0; // round down to even if halfway between even and odd
    _controlfp(cw, _MCW_PC); // restore original precision
    return (__int64)result;

在 VB.NET 中：

Declare Function MultiplyAndRound Lib "FPLib.dll" (ByVal x As Double, ByVal y As Double) As Long

Console.WriteLine(MultiplyAndRound(2.5, 1))       ' 2
Console.WriteLine(MultiplyAndRound(0.25, 10))     ' 2
Console.WriteLine(MultiplyAndRound(0.025, 100))   ' 3
Console.WriteLine(MultiplyAndRound(0.0025, 1000)) ' 3

【讨论】：

你可能想尝试改变编译器处理浮点的方式：见msdn.microsoft.com/en-us/library/e7s85ffb.aspx

【参考方案2】：

鉴于 VBA 应该使用银行家的四舍五入，乍一看，我似乎很清楚该错误实际上是在 VBA 方面。银行家在中点（0.5）四舍五入，所以结果数字是偶数。因此，要进行正确的银行家四舍五入，2.5 应该 舍入为 2，而不 舍入为 3。这与 .Net 结果匹配，而不是 VBA 结果。

但是，根据从当前删除的答案中提取的信息，我们也可以在 VBA 中看到此结果：

Dim myInt32 As Integer
myInt32 = CInt(2.5) ' 2
myInt32 = CInt(0.025 * 100) ' 3

这使得 VBA 中的 四舍五入 看起来是正确的，但 乘法运算 产生的结果不知何故大于 2.5。由于我们不再处于中间点，因此银行家规则不适用，我们四舍五入为 3。

因此，要解决此问题，您需要弄清楚 VBA 代码 真正 对乘法指令做了什么。不管记录了什么，观察结果证明 VBA 处理这部分的方式与 .Net 不同。一旦你弄清楚到底发生了什么，幸运的是你将能够模拟这种行为。

一种可能的选择是返回到浮点数的旧备用：检查您是否在中点的某个小增量内，如果是，则使用中点。以下是一些（未经测试）天真的代码：

Dim result As Double = 0.025 * 100
Dim delta As Double = Double.Epsilon
Dim floor As Integer = Math.Floor(result)
If Math.Abs(result - (CDbl(floor) + 0.5)) <= delta Then
   result = floor + 0.5
End

我强调未经测试的，因为在这一点上，我们已经在处理来自小的计算机舍入错误的奇怪结果。在这种情况下，幼稚的实现不太可能足够好。至少，您可能希望为您的增量使用 3 或 4 epsilons 的因子。此外，您可以从这段代码中获得的最大希望是，它可以强制 VBA 与 .Net 匹配，而您真正追求的是相反的结果。