浮点异常

最新推荐文章于 2024-10-22 21:31:27 发布

转载最新推荐文章于 2024-10-22 21:31:27 发布 · 8.9k 阅读

文章标签：

#behavior #语言 #测试 #google #float #编程

C、C++ 专栏收录该内容

17 篇文章

订阅专栏

今天遇到一个有趣的问题，就是浮点数什么时候是无效的，或者说is Not a Number (Nan)，坦白说，写了这么久（有10年了吧）也没有留意过这个问题，开始遇到这个问题的时候，最先想到的还是google，baidu，顺便用了下我们公司的有道(www.yodao.com，做个广告)，都没有找到完美的答案，相反寻求答案的帖子到随处都是，看来还是有很多人碰到过这个问题，经过一番测试，给出一个比较完备的list：

形如	结果	Vc表示为
0/0	NaN	-1.#IND
N/0 (N>0)	Infinite	1.#INF
-N/0 (N>0)	-Infinite	-1.#INF
0 * INF	NaN
0 * -INF	NaN
0 / INF	0
INF * INF	Infinite
INF * -INF	-Infinite
INF / 0	Infinate
N * INF	INF
NaN 参与计算	NaN

以上结果是在vc2005中浮点数计算的测试结果，默认情况下，在vc2005中除0.0计算不会抛出异常，只是计算的结果可能是NaN或者Inf，这在实际的编程中是件让人头疼的事情，我们会不知不觉陷入浮点异常的陷阱，最终的结果不如预期，而要找到这个浮点计算的罪魁祸首可能需要很长时间的调试，因为NaN和Inf还是可以继续参与计算的。

为了避免浮点计算异常，我们可以通过_controlfp函数设置开启浮点异常检查：

_controlfp(_EM_INVALID,_MCW_EM);

这样当计算出现INF，NaN的时候，会抛出异常，这样变可以快捕捉错误，从而处理，更多信息可以参考MSDN，/fp (Specify Floating-Point Behavior)章节。

知道了浮点出会出现NaN，如果不抛出异常的情况下，我们如何判断一个浮点数时不时NaN呢？使用_isnan函数吧，这里需要注意的是INF是一个合法的浮点数，及is a number，所以_isnan函数的检查是可以通过，如果想知道一个float是不是infinite，使用_finiate函数可以检查这样的情况?

转自：http://www.sineysoft.com/blog/post/float_exception.html

浮点异常值：NAN，QNAN，SNAN

32位浮点数在机器中的表示按照IEEE的标准是这样的：

+------+----------------+-------------------------------+
| 1bit | 8bit | 23bit |
+------+----------------+-------------------------------+

其中：1bit表示符号位（0表示正，1表示负），8bit表示指数（0~255，实际指数取值还要减去127，即指数取值区间为-127~128）,23bit表示尾数。

这里所要说的浮点异常值就是这种表示产生的几种特殊值，IEEE规定根据指数和尾数的不同分别可表示如下几种特殊值：

1. 零值：按上述的浮点表述形式如果指数部分全部为0，并且尾数全部为0，则表示为浮点0.0，并且规定-0 = +0

2. 非规格化值：如果指数全部为0，尾数非0，则表示非规格化的值，16进制看到的就是[80xxxxxx]h或者[00xxxxxx]h

3. 无穷值：如果指数全部为1，尾数全部为0，则根据符号位分别表示正无穷大和负无穷大，16进制看到的就是[FF800000]h或者[7F800000]h

4. NAN：主角来了，如果指数全部为1，尾数非0，则表示这个值不是一个真正的值（Not A Number）。NAN又分成两类：QNAN（Quiet NAN）和SNAN（Singaling NAN）。QNAN与SNAN的不同之处在于，QNAN的尾数部分最高位定义为1，SNAN最高位定义为0；QNAN一般表示未定义的算术运算结果，最常见的莫过于除0运算；SNAN一般被用于标记未初始化的值，以此来捕获异常。

那么既然NAN不是一个真实的数值，在程序如何判断变量是否变成了NAN呢？大部分语言中针对NAN值都有一系列的函数定义，C语言中最常见的三个函数：

_isnan(double x); //判断是否为NAN

_finite(double x); //判读是否为无穷大

_fpclass(double x); //返回一系列的定义值，如：_FPCLASS_QNAN, _FPCLASS_SNAN，具体参考MSDN

转自： http://www.cnblogs.com/konlil/archive/2011/07/06/2099646.html