C語言中的nan和inf 的判斷和使用
阿新 • • 發佈:2018-12-14
引言
在資料處理輸入輸出時,極有可能遇到資料讀入空值(極大、極小)、運算中分母為0或0.0,對0取對數等操作,這將產生nan或inf的產生。這篇博文旨在分析C/C++產生nan和inf的操作及判斷是否有nan或inf產生。
NAN的產生原因
nan: not a number,表示“無效數字”。
- 對負數開方,如:−1.0−−−−√−1.0;
- 對負數求對數,如:log(−1.0)log(−1.0);
- 0.00.00.00.0;
- 0.0*inf;
- infinfinfinf;
- inf-inf這些操作都會得到nan。 (0000會產生操作異常;0.00.00.00.0不會產生操作異常,而是會得到nan);
注意:nan是無序的(unordered),無法對其進行邏輯運算。它不大於、小於或等於任何數(包括它自己),將<,>,<=,和>=作用於nan產生一個exception。得到nan時就檢視是否有非法操作,如果表示式中含有nan,那麼表示式的結果為nan。
INF的產生原因
INF:infinite,表示“無窮大”。 超出浮點數的表示範圍(溢位,即階碼部分超過其能表示的最大值)。
- 1.00.01.00.0 等於inf;
- −1.00.0−1.00.0 等於-inf;
- 0.0+inf=inf;
- log(0);
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時就檢視是否有溢位或者除以0。inf在C語言表示式中就表示數學裡無限的概念,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)。
nan和inf的判斷
下面幾個巨集即包含在math.h標頭檔案,可用於判斷一個表示式的結果是否為inf、nan或其他。使用時包括include<math.h>include<math.h>。
int isfinite(x);
int isnormal(x);
int isnan(x);
int isinf(x);
開啟math.h可以看到定義:
#define isnormal(x) \ ( sizeof(x) == sizeof(float) ? __inline_isnormalf((float)(x)) \ : sizeof(x) == sizeof(double) ? __inline_isnormald((double)(x)) \ : __inline_isnormall((long double)(x))) #define isfinite(x) \ ( sizeof(x) == sizeof(float) ? __inline_isfinitef((float)(x)) \ : sizeof(x) == sizeof(double) ? __inline_isfinited((double)(x)) \ : __inline_isfinitel((long double)(x))) #define isinf(x) \ ( sizeof(x) == sizeof(float) ? __inline_isinff((float)(x)) \ : sizeof(x) == sizeof(double) ? __inline_isinfd((double)(x)) \ : __inline_isinfl((long double)(x))) #define isnan(x) \ ( sizeof(x) == sizeof(float) ? __inline_isnanf((float)(x)) \ : sizeof(x) == sizeof(double) ? __inline_isnand((double)(x)) \ : __inline_isnanl((long double)(x)))
使用方法,及結果:
- int isfinite(x) ,判斷x是否有限,是返回1,其它返回0;
- int isnormal(x),判斷x是否為一個數(非inf或nan),是返回1,其它返回0;
- int isnan(x),當x時nan返回1,其它返回0;
- int isinf(x) ,當x是正無窮是返回1,當x是負無窮時返回-1,其它返回0。有些編譯器不區分。
測試
產生nan或inf的操作,使用庫函式(巨集)判斷
#include <iostream>
#include <math.h>
using namespace std;
int main(int argc, char *argv[])
{
//nan
cout<<"nan: "<<sqrt(-1)<<endl;
cout<<"nan: "<<log(-1.0)<<endl;
cout<<"nan: "<<0.0/0.0<<endl;
cout<<"nan: "<<0.0*sqrt(-1)<<endl;
cout<<"nan: "<<sqrt(-1)/sqrt(-1)<<endl;
cout<<"nan: "<<sqrt(-1)-sqrt(-1)<<endl;
//inf
cout<<"inf: "<<1/0.0<<endl;
cout<<"-inf: "<<-1/0.0<<endl;
cout<<"inf: "<<0.0+1/0.0<<endl;
cout<<"-inf: "<<log(0)<<endl;
cout<<"isfinite: 0"<<isfinite(0.0/0.0)<<endl;
cout<<"isfinite: 0"<<isfinite(1/0.0)<<endl;
cout<<"isfinite: 1"<<isfinite(1.1)<<endl;
cout<<"isnormal: 0"<<isnormal(0.0/0.0)<<endl;
cout<<"isnormal: 0"<<isnormal(1/0.0)<<endl;
cout<<"isnormal: 1"<<isnormal(1.1)<<endl;
cout<<"isnan: 1"<<isnan(0.0/0.0)<<endl;
cout<<"isnan: 0"<<isnan(1/0.0)<<endl;
cout<<"isnan: 0"<<isnan(1.1)<<endl;
cout<<"isinf: 0"<<isinf(0.0/0.0)<<endl;
cout<<"isinf: 1"<<isinf(1/0.0)<<endl;
cout<<"isinf: 0"<<isinf(1.1)<<endl;
return 0;
}
參考
--------------------- 作者:呂小豬不壞 來源:CSDN 原文:https://blog.csdn.net/wokaowokaowokao12345/article/details/72846436?utm_source=copy 版權宣告:本文為博主原創文章,轉載請附上博文連結!