Trap: using memcmp in float type

前言

在一次寫平行程式的過程中，遇到一個很特別的 testcase，是關於 +0.0 & -0.0。

Compare 2 pointer array

當我們要比較兩個大小相同的 array 是否相同，直覺的做法就是 trace 過兩個 array 直接比較數值：

// return  0, same
// return -1, different
int CompareArrays(float* a, float* b, int sz) {
    for (int i = 0; i < sz; i++){
        if (a[i] != b[i]) return -1;
    }
    return 0;
}

Compare 2 pointer array using memcmp

另一個做法是直接比較記憶體的內容是否相同，就是利用 memory 的角度比較：

// return 0: the contents of both memory blocks are equal
int memcmp ( const void * ptr1, const void * ptr2, size_t num );

• memcmp

理論上這個做法可行，但是今天牽扯到 float 的時候，就要特別注意：

• 浮點數的編碼是根據 IEEE Standard for Floating-Point Arithmetic IEEE 754
• +0.0 與 -0.0 即使在數值上是相同的，但是在編碼上（memory view）是不同值

  

  base source

Performance

memcmp 的效率比 loop compare 高太多了

$ ./test 100000000
------ TIMNING -----
[cmpare] 0.390000000
[memcmp] 0.000000000

$ ./test 10000000000
------ TIMNING -----
[cmpare] 5.580000000
[memcmp] 0.000000000

• 在 C standard libraries，視為 built-in
• 被時作成 assembly code 執行
• 針對不同的 CPU Instruction Set 執行對應 Optimized code 參考

Conclusion

因此在 float 的情形下，另外寫一個 compare function 是較好的做法。但是如果情況允許，用 memcmp 的效能會好很多。