37

OS XのインタプリタでSchemeの練習をしていGuile 1.8.8たところ、面白いことに気がつきました。

expt基本的に累乗を行う関数は次のexpt(b,n) = b^nとおりです。

 (define (square x) (* x x))
 (define (even? x) (= (remainder x 2) 0))
 (define (expt b n) 
      (cond ((= n 0) 1)
        ((even? n) (square (expt b (/ n 2))))
        (else (* b (expt b (- n 1))))
      ))

いくつかの入力で試してみると

 > (expt 2 10)
 1024
 > (expt 2 63)
 9223372036854775808

ここに奇妙な部分があります：

 > (expt 2 64)
 0

さらに奇妙なことに、n=488にとどまるまで0：

 > (expt 2 487)
 0
 > (expt 2 488)
 79916762888089401123.....
 > (expt 2 1000)
 1071508607186267320948425049060....
 > (expt 2 10000)
 0

このコードをrepl.itオンライン インタープリターで試すと、期待どおりに動作します。では、ガイルの何が問題なのですか？

(注: 一部の方言では、remainderfunction は として呼び出されmodます。)

4

3 に答える 3

36

最近、Guile 2.0 でこのバグを修正しました。このバグは、C コンパイラがオーバーフロー チェックの最適化を開始したときに発生しました。これは、符号付き整数のオーバーフローが発生した場合の動作は規定されていないため、コンパイラは好きなことを実行できるという理論に基づいています。

于 2013-01-24T09:58:10.057 に答える
11

OS X の guile 2.0.6 で問題を再現できました。要約すると、次のようになります。

> (* 4294967296 4294967296)
$1 = 0

私の推測では、guile はネイティブの int 型を使用して小さな数値を格納し、ネイティブの int が小さすぎる場合に GNU MP に支えられた bignum に切り替えます。おそらくその特定のケースでは、チェックが失敗し、計算がネイティブの int をオーバーフローします。

興味深いことに、次のループは、2^32 と 2^60 の間で 2 の累乗を 2 乗すると結果が 0 になることを示しています。

(let loop
    ((x 1)
     (exp 0))
  (format #t "(2^~s) ^ 2 = ~s\n" exp (* x x))
  (if (< exp 100)
      (loop (* 2 x) (+ 1 exp))))

結果:

(2^0) ^ 2 = 1
(2^1) ^ 2 = 4
(2^2) ^ 2 = 16
(2^3) ^ 2 = 64
(2^4) ^ 2 = 256
(2^5) ^ 2 = 1024
(2^6) ^ 2 = 4096
(2^7) ^ 2 = 16384
(2^8) ^ 2 = 65536
(2^9) ^ 2 = 262144
(2^10) ^ 2 = 1048576
(2^11) ^ 2 = 4194304
(2^12) ^ 2 = 16777216
(2^13) ^ 2 = 67108864
(2^14) ^ 2 = 268435456
(2^15) ^ 2 = 1073741824
(2^16) ^ 2 = 4294967296
(2^17) ^ 2 = 17179869184
(2^18) ^ 2 = 68719476736
(2^19) ^ 2 = 274877906944
(2^20) ^ 2 = 1099511627776
(2^21) ^ 2 = 4398046511104
(2^22) ^ 2 = 17592186044416
(2^23) ^ 2 = 70368744177664
(2^24) ^ 2 = 281474976710656
(2^25) ^ 2 = 1125899906842624
(2^26) ^ 2 = 4503599627370496
(2^27) ^ 2 = 18014398509481984
(2^28) ^ 2 = 72057594037927936
(2^29) ^ 2 = 288230376151711744
(2^30) ^ 2 = 1152921504606846976
(2^31) ^ 2 = 4611686018427387904
(2^32) ^ 2 = 0
(2^33) ^ 2 = 0
(2^34) ^ 2 = 0
(2^35) ^ 2 = 0
(2^36) ^ 2 = 0
(2^37) ^ 2 = 0
(2^38) ^ 2 = 0
(2^39) ^ 2 = 0
(2^40) ^ 2 = 0
(2^41) ^ 2 = 0
(2^42) ^ 2 = 0
(2^43) ^ 2 = 0
(2^44) ^ 2 = 0
(2^45) ^ 2 = 0
(2^46) ^ 2 = 0
(2^47) ^ 2 = 0
(2^48) ^ 2 = 0
(2^49) ^ 2 = 0
(2^50) ^ 2 = 0
(2^51) ^ 2 = 0
(2^52) ^ 2 = 0
(2^53) ^ 2 = 0
(2^54) ^ 2 = 0
(2^55) ^ 2 = 0
(2^56) ^ 2 = 0
(2^57) ^ 2 = 0
(2^58) ^ 2 = 0
(2^59) ^ 2 = 0
(2^60) ^ 2 = 0
(2^61) ^ 2 = 5316911983139663491615228241121378304
(2^62) ^ 2 = 21267647932558653966460912964485513216
(2^63) ^ 2 = 85070591730234615865843651857942052864
(2^64) ^ 2 = 340282366920938463463374607431768211456
(2^65) ^ 2 = 1361129467683753853853498429727072845824
(2^66) ^ 2 = 5444517870735015415413993718908291383296
(2^67) ^ 2 = 21778071482940061661655974875633165533184
(2^68) ^ 2 = 87112285931760246646623899502532662132736
(2^69) ^ 2 = 348449143727040986586495598010130648530944
(2^70) ^ 2 = 1393796574908163946345982392040522594123776
(2^71) ^ 2 = 5575186299632655785383929568162090376495104
(2^72) ^ 2 = 22300745198530623141535718272648361505980416
(2^73) ^ 2 = 89202980794122492566142873090593446023921664
(2^74) ^ 2 = 356811923176489970264571492362373784095686656
(2^75) ^ 2 = 1427247692705959881058285969449495136382746624
(2^76) ^ 2 = 5708990770823839524233143877797980545530986496
(2^77) ^ 2 = 22835963083295358096932575511191922182123945984
(2^78) ^ 2 = 91343852333181432387730302044767688728495783936
(2^79) ^ 2 = 365375409332725729550921208179070754913983135744
(2^80) ^ 2 = 1461501637330902918203684832716283019655932542976
(2^81) ^ 2 = 5846006549323611672814739330865132078623730171904
(2^82) ^ 2 = 23384026197294446691258957323460528314494920687616
(2^83) ^ 2 = 93536104789177786765035829293842113257979682750464
(2^84) ^ 2 = 374144419156711147060143317175368453031918731001856
(2^85) ^ 2 = 1496577676626844588240573268701473812127674924007424
(2^86) ^ 2 = 5986310706507378352962293074805895248510699696029696
(2^87) ^ 2 = 23945242826029513411849172299223580994042798784118784
(2^88) ^ 2 = 95780971304118053647396689196894323976171195136475136
(2^89) ^ 2 = 383123885216472214589586756787577295904684780545900544
(2^90) ^ 2 = 1532495540865888858358347027150309183618739122183602176
(2^91) ^ 2 = 6129982163463555433433388108601236734474956488734408704
(2^92) ^ 2 = 24519928653854221733733552434404946937899825954937634816
(2^93) ^ 2 = 98079714615416886934934209737619787751599303819750539264
(2^94) ^ 2 = 392318858461667547739736838950479151006397215279002157056
(2^95) ^ 2 = 1569275433846670190958947355801916604025588861116008628224
(2^96) ^ 2 = 6277101735386680763835789423207666416102355444464034512896
(2^97) ^ 2 = 25108406941546723055343157692830665664409421777856138051584
(2^98) ^ 2 = 100433627766186892221372630771322662657637687111424552206336
(2^99) ^ 2 = 401734511064747568885490523085290650630550748445698208825344
(2^100) ^ 2 = 1606938044258990275541962092341162602522202993782792835301376
于 2013-01-24T08:25:38.960 に答える
3

Arch を実行した結果を再現できませんでした。

これが私の端末セッションのログです：

$ uname -r
3.6.10-1-ARCH
$ guile --version
Guile 1.8.8
Copyright (c) 1995, 1996, 1997, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008 Free Software Foundation
Guile may be distributed under the terms of the GNU General Public Licence;
certain other uses are permitted as well.  For details, see the file
`COPYING', which is included in the Guile distribution.
There is no warranty, to the extent permitted by law.
$ guile
guile> (define (square x) (* x x))
guile> (define (even? x) (= (remainder x 2) 0))
guile> (define (expt b n)
        (cond ((= n 0) 1)
            ((even? n) (square (expt b (/ n 2))))
            (else (* b (expt b (- n 1))))))
guile> (expt 2 10)
1024
guile> (expt 2 64)
18446744073709551616
guile> (expt 2 487)
399583814440447005616844445413525287135820562261116307309972090832047582568929999375399181192126972308457847183540047730617340886948900519205142528
guile> (expt 2 488)
799167628880894011233688890827050574271641124522232614619944181664095165137859998750798362384253944616915694367080095461234681773897801038410285056
guile> (expt 2 1000)
10715086071862673209484250490600018105614048117055336074437503883703510511249361224931983788156958581275946729175531468251871452856923140435984577574698574803934567774824230985421074605062371141877954182153046474983581941267398767559165543946077062914571196477686542167660429831652624386837205668069376
guile> (expt 2 10000)
19950631168807583848837421626835850838234968318861924548520089498529438830221946631919961684036194597899331129423209124271556491349413781117593785932096323957855730046793794526765246551266059895520550086918193311542508608460618104685509074866089624888090489894838009253941633257850621568309473902556912388065225096643874441046759871626985453222868538161694315775629640762836880760732228535091641476183956381458969463899410840960536267821064621427333394036525565649530603142680234969400335934316651459297773279665775606172582031407994198179607378245683762280037302885487251900834464581454650557929601414833921615734588139257095379769119277800826957735674444123062018757836325502728323789270710373802866393031428133241401624195671690574061419654342324638801248856147305207431992259611796250130992860241708340807605932320161268492288496255841312844061536738951487114256315111089745514203313820202931640957596464756010405845841566072044962867016515061920631004186422275908670900574606417856951911456055068251250406007519842261898059237118054444788072906395242548339221982707404473162376760846613033778706039803413197133493654622700563169937455508241780972810983291314403571877524768509857276937926433221599399876886660808368837838027643282775172273657572744784112294389733810861607423253291974813120197604178281965697475898164531258434135959862784130128185406283476649088690521047580882615823961985770122407044330583075869039319604603404973156583208672105913300903752823415539745394397715257455290510212310947321610753474825740775273986348298498340756937955646638621874569499279016572103701364433135817214311791398222983845847334440270964182851005072927748364550578634501100852987812389473928699540834346158807043959118985815145779177143619698728131459483783202081474982171858011389071228250905826817436220577475921417653715687725614904582904992461028630081535583308130101987675856234343538955409175623400844887526162643568648833519463720377293240094456246923254350400678027273837755376406726898636241037491410966718557050759098100246789880178271925953381282421954028302759408448955014676668389697996886241636313376393903373455801407636741877711055384225739499110186468219696581651485130494222369947714763069155468217682876200362777257723781365331611196811280792669481887201298643660768551639860534602297871557517947385246369446923087894265948217008051120322365496288169035739121368338393591756418733850510970271613915439590991598154654417336311656936031122249937969999226781732358023111862644575299135758175008199839236284615249881088960232244362173771618086357015468484058622329792853875623486556440536962622018963571028812361567512543338303270029097668650568557157505516727518899194129711337690149916181315171544007728650573189557450920330185304847113818315407324053319038462084036421763703911550639789000742853672196280903477974533320468368795868580237952218629120080742819551317948157624448298518461509704888027274721574688131594750409732115080498190455803416826949787141316063210686391511681774304792596709376
guile> (exit)
于 2013-01-24T08:17:34.707 に答える