[C] C語言中的nan和inf使用

本文總結nan和inf在C語言當中的含義、產生和判定方法。
C語言當中的nan
表示not a number,等同於 #IND:indeterminate (windows)
產生:
對浮點數進行了未定義的操作;

對負數開方,對負數求對數,0.0/0.0,0.0*inf、inf/inf、inf-inf這些操作都會得到nan。(0/0會產生操作異常;0.0/0.0不會產生操作異常,而是會得到nan);
在GNU中,使用宏:float NAN對浮點數賦值;
判定:
庫函數方法:(推薦)
<見後>
自定義函數:
int isNumber(double d){return (dd);}來判斷d是否爲nan,若d是nan則返回0,否則返回非零值。
注意:
nan是無序的(unordered),它不大於、小於或等於任何數(包括它自己),所以,nan
nan 結果是0或false;另外將<,>,<=,和>=作用於nan產生一個exception;
得到nan時就查看是否有非法操作;
如果表達式中含有nan,那麼表達式的結果爲nan;
對於NaN的實現有兩種方式:signaling NaN 和 quiet NaN。signaling NaN就是拋出異常的方式,因此它不需要定義NaN宏。quiet NaN就是即使在計算出現異常的情況下也不拋出異常從而中斷程序的執行、而是將結果表示爲一個特殊的值, 因此只有在這種情況下NaN宏才被定義;
C語言當中的inf
infinity (linux),等同於 #INF:infinity (windows)
產生:
超出浮點數的表示範圍(溢出,即階碼部分超過其能表示的最大值);

1.0/0.0等於inf,-1.0/0.0等於-inf,0.0+inf=inf;log(0);
在C99中,使用宏:float INFINITY對浮點數賦值;
判定:
庫函數方法:(推薦)
<見後>
自定義函數:
int isFiniteNumber(double d) {return (d<=DBL_MAX&&d>=-DBL_MAX);}
來判斷d是否爲一個finite數(既不是inf,又不是nan(加入d爲nan,則d參加比較就會得到false(0)值))。
注意:
+inf大於任何數(除了它自己和nan);-inf小於任何數(除了它自己和nan);
得到inf時就查看是否有溢出或者除以0;
頭文件<float.h>中,有定義的常量DBL_MAX,這個常量表示“能表示出來的最大的雙精度浮點型數值”。<float.h>中還有常量DBL_MIN,DBL_MIN表示可以用規格化表示的最小的正浮點數,但DBL_MIN並不是最小的正浮點數,因爲可以用可以用非規格化浮點數表示的更小;
inf在C語言表達式中就表示數學裏無限的概念,如1.0/inf等於0.0,並可以與其他浮點數進行比較的(可以參與<=、>+、==、!=等運算);
庫函數方法判定inf和nan
下面這幾個宏(用宏實現的,使用時跟函數的形式基本相同)是判斷一個表達式的結果是否爲inf、nan或其他:

 頭文件:include<math.h>
 宏的用法(類似於函數原型):int fpclassify(x);
                             int isfinite(x);
                             int isnormal(x);
                             int isnan(x);
                             int isinf(x);
 具體用法:
      1、int fpclassify(x)

用來查看浮點數x的情況,fpclassify可以用任何浮點數表達式作爲參數,fpclassify的返回值有以下幾種情況。
FP_NAN:x是一個“not a number”。
FP_INFINITE: x是正、負無窮。
FP_ZERO: x是0。
FP_SUBNORMAL: x太小,以至於不能用浮點數的規格化形式表示。
FP_NORMAL: x是一個正常的浮點數(不是以上結果中的任何一種)。
2、int isfinite(x)
    當(fpclassify(x)!=FP_NAN&&fpclassify(x)!=FP_INFINITE)時,此宏得到一個非零值。
3、int isnormal(x) 當(fpclassify(x)==FP_NORMAL)時,此宏得到一個非零值。
4、int isnan(x) 當(fpclassify(x)==FP_NAN)時,此宏返回一個非零值。
5、int isinf(x)
    當x是正無窮是返回1,當x是負無窮時返回-1。(有些較早的編譯器版本中,無論是正無窮還是負無窮,都返回非零值,不區分正負無窮)。
參考資料:
C語言 inf和nan(http://blog.sina.com.cn/s/blog_8b745a5f01014ifk.html)
20.5.2 Infinity and NaN(http://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Infinity-and-NaN.html)
http://bbs.csdn.net/topics/70279090

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章