關于C語言除0引發的思考

2020-01-26 15:56:27

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供稿：網友

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進行浮點數編程時，如果沒有注意，常常會出現輸出類似 1.#IND, 1.#INF 或者 nan, inf 之類奇怪的輸出。這通常隱含了浮點數操作的異常。
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進行整數除0的時候，程序會檢查出一個錯誤，比如對于這個代碼：

復制代碼代碼如下:

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main()
{
   int m;
   m=1/0;
   printf("%d",m);
    return 0;
}

運行完以后程序就會警告：warning: division by zero [-Wdiv-by-zero]
但是對于浮點數，就沒有類似的檢查：

復制代碼代碼如下:

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main()
{
   double m;
   m=1.0/0.0;
   printf("%lf",m);
    return 0;
}

不會有警告或者報錯，但是運行完以后會出現這樣的值：-1.#IND00，不知所云。于是上網查了一下，原來是這樣！

特殊浮點數的含義
1.#INF / inf：這個值表示“無窮大 (infinity 的縮寫)”，即超出了計算機可以表示的浮點數的最大范圍（或者說超過了 double 類型的最大值）。
例如，當用 0 除一個整數時便會得到一個1.#INF / inf值；相應的，如果用 0 除一個負整數也會得到 -1.#INF / -inf 值。 -1.#IND / nan：這個的情況更復雜，一般來說，它們來自于任何未定義結果（非法）的浮點數運算。"IND"是 indeterminate 的縮寫，而"nan"是 not a number 的縮寫。產生這個值的常見例子有：對負數開平方，對負數取對數，0.0/0.0，0.0*∞, ∞/∞ 等。簡而言之，如果遇到 1.#INF / inf，就檢查是否發生了運算結果溢出除零，而遇到 1.#IND / nan，就檢查是否發生了非法的運算。

特殊浮點數的判斷
很多 C 庫都提供了一組函數用來判斷一個浮點數是否是無窮大或 NaN。int _isnan(double x) 函數用來判斷一個浮點數是否是 NaN，而 int _finite(double x) 用以判斷一個浮點數是否是無窮大。

你可能已經注意到了，上面兩個函數都是以下劃線開頭的，因此在可移植性上可能是存在問題的，那么如何實現一個通用的判斷版本呢？
首先，對于 Nan，可以用下面的代碼實現：

復制代碼代碼如下:

bool IsNumber(double x)
{
    // 這里的比較操作看上去總是會得到 true
    // 但有趣的是對于 IEEE 754 浮點數 NaN 來說總會得到 false!
    return (x == x);
}

而下面的代碼可以判斷一個浮點數是否是有限的（finite, 即既不是 NaN 又不是 infinite）：

復制代碼代碼如下:

bool IsFiniteNumber(double x)
{
    return (x <= DBL_MAX && x >= -DBL_MAX);
}

其中，DBL_MAX 是 <float.h> 中預定義的常量。
把上面兩個函數結合起來，還可以實現一個浮點數是否是 Inf 的判斷。

上一篇：linux下C語言中的mkdir函數與rmdir函數

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