Delphi 10.4.1与MSVC2019对+NAN与零的比较行为差异问询

我在将C代码移植到Delphi的过程中发现一个兼容性问题：面向x32平台的Delphi 10.4.1与MSVC2019两款编译器，对IEEE754标准表示的双精度浮点数*+NAN*与零的比较处理逻辑存在差异。
发现该问题的契机是待移植的C代码附带了一批用于校验代码正确性的测试数据，执行校验时出现了结果不匹配的情况。原始C代码逻辑较复杂，我已分别在C、Delphi环境下编写了可复现该问题的最小测试程序。

最小复现代码 #

C 语言测试实现 #

#include <stdio.h>
#include <math.h>

double AngRound(double x) {
    const double z = 1 / (double)(16);
    volatile double y;
    if (x == 0) 
        return 0;
    y = fabs(x);
    /* The compiler mustn't "simplify" z - (z - y) to y */
    if (y < z)
        y = z - (z - y);      // <= This line is *NOT* executed
    if (x < 0)
        return -y;
    else
        return y;             // <= This line is executed
}

union {
    double d;
    int bits[2];
} u;


int main()
{
    double lon12;
    double ar;
    int    lonsign;

    // Create a +NAN number IEEE754
    u.bits[0] = 0;
    u.bits[1] = 0x7ff80000;

    lon12    = u.d;                // Debugger shows lon12 is +nan
    if (lon12 >= 0)
        lonsign = 1;
    else
        lonsign = -1;              // <= This line is executed
    // Now lonsign is -1

    ar = AngRound(lon12);
    // Now ar is +nan

    lon12 = lonsign * ar;
    // Now lon12 is +nan
}

Delphi 测试实现 #

program NotANumberTest;

{$APPTYPE CONSOLE}

{$R *.res}

uses
  System.SysUtils;

type
    TRec = record
       case t : Boolean of
       TRUE:  (d    : Double);
       FALSE: (bits : array [0..1] of Cardinal);
    end;

function AngRound(x : Double) : Double;
const
    z : Double = 1 / Double(16);
var
    y : Double;
begin
    if x = 0 then
        Result := 0
    else begin
        y := abs(x);
        if y < z then
            // The compiler mustn't "simplify" z - (z - y) to y
            y := z - (z - y);           // <= This line is executed
        if x < 0 then
            Result := -y                // <= This line is executed
        else
            Result := y;
    end;
end;

var
    u       : TRec;
    lon12   : Double;
    lonsign : Integer;
    ar      : Double;
begin
    // Create a +NAN number IEEE754
    u.bits[0] := 0;
    u.bits[1] := $7ff80000;

    lon12 := u.d;                       // Debugger shows lon12 is +NAN
    if lon12 >= 0 then
        lonsign := 1                    // <= This line is executed
    else
        lonsign := -1;
    // Now lonsign is +1

    ar := AngRound(lon12);
    // Now ar is -NAN

    lon12 := lonsign * ar;
    // Now lon12 is -NAN
end.

行为差异现象 #

我已在代码中标注了比较操作后实际执行的分支行：当lon12变量取值为*+NAN*时，Delphi会将(lon12 >= 0)判定为TRUE，而MSVC2019在相同场景下会将该表达式判定为FALSE。这直接导致C与Delphi环境下的lonsign取值存在差异，AngRound函数接收+NAN作为入参时的返回值也出现分歧，最终lon12的取值出现了致命偏差。
两款编译器生成的机器码存在可观测的指令序列差异，已通过调试器逐行验证分支执行路径的区别。

核心问题结论 #

基础规则：根据IEEE754标准约定，所有涉及NaN参与的常规有序大小比较（包括>=、<=、>、<），无论NaN的符号位如何，结果都必须为FALSE，不存在正NaN大于零、负NaN小于零的合法判定。

针对提出的两个问题：

• MSVC2019的行为不存在bug：MSVC生成的比较逻辑严格遵循IEEE754的标准语义，对NaN参与的有序比较统一返回FALSE，完全符合C语言标准对浮点运算的强制要求。
• 原C代码配套的测试数据集存在逻辑缺陷：测试用例直接构造NaN值参与运算与比较，但没有对NaN的特殊语义做前置判断，反而依赖编译器的非标准行为生成测试预期值，本身不具备跨平台可移植性，校验逻辑从设计上就存在问题。

补充说明Delphi端行为差异的成因：x32平台下Delphi默认的浮点比较逻辑没有按照IEEE754的有序比较规则实现，在遇到NaN时返回了非标准的“大于等于零”判定结果。移植代码时不能依赖编译器对NaN的比较结果，必须在比较前显式通过IsNaN()类的接口判断浮点值的NaN状态，再按业务逻辑处理符号，避免出现跨平台分支差异。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者fpiette