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

inline bool IsNan(float f)
{
    const uint32 u = *(uint32*)&f;
    return (u&0x7F800000) == 0x7F800000 && (u&0x7FFFFF);    // Both NaN and qNan.
}

inline bool IsNan(double d)
{
    const uint64 u = *(uint64*)&d;
    return (u&0x7FF0000000000000ULL) == 0x7FF0000000000000ULL && (u&0xFFFFFFFFFFFFFULL);
}

如果sizeof(int)为4,sizeof(long long)为8,则此方法有效。

在运行时,它只是比较,类型转换不需要任何时间。它只是改变比较标志配置来检查是否相等。

其他回答

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> _

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)。

Boost中还提供了一个仅头文件的库,该库具有处理浮点数据类型的简洁工具

#include <boost/math/special_functions/fpclassify.hpp>

你会得到以下函数:

template <class T> bool isfinite(T z);
template <class T> bool isinf(T t);
template <class T> bool isnan(T t);
template <class T> bool isnormal(T t);

如果你有时间,那么看看Boost的整个数学工具包,它有许多有用的工具,并且正在快速增长。

此外,当处理浮点和非浮点时,查看数字转换可能是一个好主意。

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。

第一个解决方案:如果您使用c++ 11

既然问了这个问题,就有了一些新的发展:重要的是要知道std::isnan()是c++ 11的一部分

剧情简介

在header <cmath>中定义

bool isnan( float arg ); (since C++11)
bool isnan( double arg ); (since C++11)
bool isnan( long double arg ); (since C++11)

确定给定的浮点数参数是否为非数字(NaN)。

参数

参数:浮点值

返回值

如果arg是NaN则为true,否则为false

参考

http://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/math/isnan

请注意,如果您使用g++,这与-fast-math不兼容,请参阅下面的其他建议。


其他解决方案:如果你使用非c++ 11兼容的工具

对于C99,在C中,这是作为一个返回int值的宏isnan(C)实现的。x的类型应为float, double或long double。

不同的供应商可能包含或不包含函数isnan()。

检查NaN的可移植方法是使用IEEE 754属性,即NaN不等于自身:即x == x对于x是NaN将为假。

然而,最后一个选项可能不适用于每个编译器和某些设置(特别是优化设置),所以在最后的手段,你总是可以检查位模式…