为什么调试和发布模式之间会出现算术差异？如何解决这些差异？

Question

在我的程序中，这个片段：

  trace.log(
   String.Format("a= {0:R} b= {1:R} a<b= {2}", 
    b.GetPixel(447, 517).GetBrightness(), (100F / 255F),
    b.GetPixel(447, 517).GetBrightness() < (100F / 255F))
  );

在 Debug\prog.exe 中输出：

 a= 0.392156869 b= 0.392156869 a<b= False

但在 Release\prog.exe 中输出不同的结果：

 a= 0.392156869 b= 0.392156869 a<b= True

谁能解释为什么相同的操作数给出不同的比较结果？并推荐一种补救措施，最好是程序范围内的补救措施，例如编译器开关？谢谢。

编辑：说明：以上结果来自在 Windows 资源管理器中启动 Debug\prog.exe 和 Release\prog.exe。

编辑：更多信息：从 VS 执行，“开始调试”给出 False（即准确的结果，与我们启动的 Debug\prog.exe 相同），而“开始而不调试”给出 True（即不准确的结果，与 WE 启动的 Release\prog.exe 相同

编辑：用文字替换的替代测试用例

这两种情况

  trace.log(
   String.Format("a= {0:R} b= {1:R} a<b= {2}",
    0.392156869F, 0.392156869F, 
    0.392156869F < 0.392156869F)
  );
  trace.log(
   String.Format("a= {0:R} b= {1:R} a<b= {2}",
    0.392156869F, (100F / 255F),
    0.392156869F < (100F / 255F))
  );

在调试和测试中没有显示任何差异。发布输出。此案例：

  trace.log(
   String.Format("a= {0:R} b= {1:R} a<b= {2}",
    b.GetPixel(447, 517).GetBrightness(), 0.392156869F,
    b.GetPixel(447, 517).GetBrightness() < 0.392156869F)
  );

显示与原始测试用例相同的差异（以及发布中的不准确性）

编辑：迟来的演示问题的最小测试用例

Color c = Color.FromArgb( 255, 100, 100, 100 );
trace.log(
 String.Format("a= {0} b= {1} a<b= {2}",
 c.GetBrightness(), 0.392156869F,
 c.GetBrightness() < 0.392156869F)
);

在 Debug\prog.exe 中输出正确的结果：

 a= 0.392156869 b= 0.392156869 a<b= False

但是。 Release\prog.exe 中的错误结果：

 a= 0.392156869 b= 0.392156869 a<b= True

编辑：补救措施

1）来自下面 Peter 的回答：

trace.log(
 String.Format("a= {0:R} b= {1:R} a<b= {2}",
  c.GetBrightness(), 0.392156869F, 
  c.GetBrightness().CompareTo(0.392156869F)<0)
);

2）来自提问者 ChrisJJ （更新）：

float comp = c.GetBrightness();
trace.log(
 String.Format("a= {0:R} b= {1:R} a<b= {2}", 
 comp, 0.392156869F,
 comp < 0.392156869F)
);

我认为这增加了发布模式编译器错误的证据。

Answer 1

这很可能是调试模式和发布模式之间不同的浮点规则的结果（请参阅此处 和 此处）。

更新：

由于您对问题的新更新，我能够在我的计算机（64 位 Windows）上重现该问题。这种情况似乎仅在将平台设置为 X86 时才会发生； X64 和 AnyCPU 平台在发布模式下显示正确的结果。也许，当平台是 X86 时，公共语言运行时在 64 位机器中应用 X86 模拟，并且显然在比较运算符中搞砸了。

但是，我找到了一个可能的解决方法：使用 CompareTo 而不是“<”和“>”运算符，如下所示：

c.GetBrightness().CompareTo(0.392156869F)<0

在我的机器上，这将在 X86 中提供与 X64 和 AnyCPU 中相同的正确结果。