是否存在isnan()函数?

注:我在MinGW(如果这有区别的话)。

我使用isnan()从<math.h>解决了这个问题,这在<cmath>中不存在,我一开始是#包括在内的。


当前回答

考虑到(x != x)对于NaN并不总是保证的(比如如果使用- fast-math选项),我一直在使用:

#define IS_NAN(x) (((x) < 0) == ((x) >= 0))

数字不能同时< 0和>= 0,所以实际上只有当数字既不小于也不大于或等于0时,这个检查才会通过。基本上没有数字,或者NaN。

如果你喜欢,你也可以使用这个:

#define IS_NAN(x) (!((x)<0) && !((x)>=0)

我不确定这是如何受到快速数学的影响,所以你的里程可能会有所不同。

其他回答

在我看来,最好的真正跨平台的方法是使用联合,并测试double的位模式来检查nan。

我还没有彻底测试这个解决方案,可能有一种更有效的方法来处理比特模式,但我认为它应该有效。

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>

union NaN
{
    uint64_t bits;
    double num;
};

int main()
{
    //Test if a double is NaN
    double d = 0.0 / 0.0;
    union NaN n;
    n.num = d;
    if((n.bits | 0x800FFFFFFFFFFFFF) == 0xFFFFFFFFFFFFFFFF)
    {
        printf("NaN: %f", d);
    }

    return 0;
}

如果你的编译器支持c99扩展,有一个std::isnan,但我不确定mingw是否支持。

下面是一个小函数,如果你的编译器没有标准函数,它应该可以工作:

bool custom_isnan(double var)
{
    volatile double d = var;
    return d != d;
}

南预防

我对这个问题的回答是不要对nan使用追溯检查。取而代之的是对表单0.0/0.0的划分使用预防性检查。

#include <float.h>
float x=0.f ;             // I'm gonna divide by x!
if( !x )                  // Wait! Let me check if x is 0
  x = FLT_MIN ;           // oh, since x was 0, i'll just make it really small instead.
float y = 0.f / x ;       // whew, `nan` didn't appear.

Nan是0.f/0运算的结果。F,或0.0/0.0。Nan是代码稳定性的一个可怕的克星,必须非常小心地检测和防止1。nan不同于普通数的特性:

Nan是有毒的,(5* Nan = Nan) Nan不等于任何东西,甚至不等于它本身(Nan != Nan) Nan不大于任何东西(Nan !> 0) Nan不小于任何值(Nan !< 0)

最后列出的2个属性是反逻辑的,将导致依赖于与nan数比较的代码的奇怪行为(最后3个属性也很奇怪,但您可能永远不会看到x != x ?)在你的代码中(除非你在检查nan(不可靠))。

在我自己的代码中,我注意到nan值往往会产生难以发现的错误。(请注意,这不是inf或-inf的情况。(-inf < 0)返回TRUE, (0 < inf)返回TRUE,甚至(-inf < inf)返回TRUE。因此,在我的经验中,代码的行为通常仍然是理想的)。

在奶奶手下该怎么办

您希望在0.0/0.0下发生的事情必须作为特殊情况处理,但是您所做的事情必须取决于您期望从代码中得到的数字。

在上面的例子中,(0.f/FLT_MIN)的结果基本上是0。你可能想让0.0/0.0生成HUGE。所以,

float x=0.f, y=0.f, z;
if( !x && !y )    // 0.f/0.f case
  z = FLT_MAX ;   // biggest float possible
else
  z = y/x ;       // regular division.

在上面,如果x = 0。F, inf会导致(实际上如上所述,它具有相当好的/非破坏性行为)。

记住,整数除以0会导致运行时异常。所以你必须总是检查整数除以0。仅仅因为0.0/0.0悄悄地计算为nan并不意味着您可以偷懒,在它发生之前不检查0.0/0.0。

通过x != x检查nan有时是不可靠的(x != x被一些破坏IEEE遵从性的优化编译器剥离,特别是当- fast-math开关启用时)。

当前c++标准库中没有可用的isnan()函数。它是在C99中引入的,并被定义为宏而不是函数。C99定义的标准库元素既不是当前c++标准ISO/IEC 14882:1998的一部分,也不是更新版ISO/IEC 14882:2003的一部分。

2005年提出了技术报告1。TR1为c++带来了与C99的兼容性。尽管它从未被正式采用成为c++标准,但许多实现(GCC 4.0+或Visual c++ 9.0+ c++实现)确实提供了TR1特性,全部或仅部分(Visual c++ 9.0不提供C99数学函数)。

如果TR1可用,那么cmath包含C99元素,如isnan(), isfinite()等,但它们被定义为函数,而不是宏,通常在std:: TR1:: namespace中,尽管许多实现(例如Linux上的GCC 4+或Mac OS X 10.5+上的XCode)将它们直接注入std::,因此std::isnan定义良好。

此外,c++的一些实现仍然使C99 isnan()宏对c++可用(通过cmath或math.h包含),这可能会引起更多的混淆,开发人员可能认为这是一种标准行为。

关于visualc++的一个注意事项,如上所述,它不提供std::isnan,也不提供std::tr1::isnan,但它提供了一个定义为_isnan()的扩展函数,该扩展函数自visualc++ 6.0以来一直可用

在XCode中,有更多的乐趣。如前所述,GCC 4+定义了std::isnan。对于旧版本的编译器和库形式的XCode,似乎(这里是相关的讨论),还没有机会检查自己)定义了两个函数,Intel上的__inline_isnand()和Power PC上的__isnand()。

有三种“正式”的方法:posix isnan宏,c++0x isnan函数模板,或visual c++ _isnan函数。

不幸的是,要检测使用哪一种是相当不切实际的。

不幸的是,没有可靠的方法来检测是否有IEEE 754表示的nan。标准库提供了一种正式的方法(numeric_limits<double>::is_iec559)。但在实践中,g++之类的编译器会搞砸这一点。

理论上,我们可以简单地使用x != x,但g++和visual c++之类的编译器却搞砸了。

因此,最后,测试特定的NaN位模式,假设(并希望在某些时候强制执行!)一个特定的表示,例如IEEE 754。


编辑:作为一个“像g++这样的编译器……搞砸了”的例子,考虑一下

#include <limits>
#include <assert.h>

void foo( double a, double b )
{
    assert( a != b );
}

int main()
{
    typedef std::numeric_limits<double> Info;
    double const nan1 = Info::quiet_NaN();
    double const nan2 = Info::quiet_NaN();
    foo( nan1, nan2 );
}

使用g++ (TDM-2 mingw32) 4.4.1编译:

C:\test> type "C:\Program Files\@commands\gnuc.bat"
@rem -finput-charset=windows-1252
@g++ -O -pedantic -std=c++98 -Wall -Wwrite-strings %* -Wno-long-long

C:\test> gnuc x.cpp

C:\test> a && echo works... || echo !failed
works...

C:\test> gnuc x.cpp --fast-math

C:\test> a && echo works... || echo !failed
Assertion failed: a != b, file x.cpp, line 6

This application has requested the Runtime to terminate it in an unusual way.
Please contact the application's support team for more information.
!failed

C:\test> _