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C++中如何判断NaN值
2023-06-27 06:54:35 深夜i     --     --
C++ 判断 NaN值

在C++中,NaN代表着“不是一个数”,通常是由于某些不合法的运算结果导致的。判断NaN值在科学计算领域中非常重要,因为这些值能够导致运算结果的不确定性。下面介绍几种判断NaN值的方法。

1. 使用std::isnan()函数

C++11中引入了std::isnan()函数。这个函数仅在头文件 中可用,用法如下:


#include <cmath>

#include <iostream>

int main() {

  double a = 0.0 / 0.0; // a是NaN

  std::cout << std::boolalpha << std::isnan(a) << std::endl; // true

  return 0;

}

2. 使用std::numeric_limits

C++标准库中的std::numeric_limits支持各种类型的特化,并且除了提供类型本身的信息外,还提供了若干工具函数判断这些类型的特殊值。因此我们可以使用std::numeric_limits的quiet_NaN()或signaling_NaN()成员函数。quiet_NaN()返回的NaN通常由计算产生,signaling_NaN()则在异常情况下使用。


#include <iostream>

#include <limits>

int main() {

  double a = std::numeric_limits<double>::quiet_NaN();

  double b = std::numeric_limits<double>::signaling_NaN();

  std::cout << std::boolalpha << (a != a) << std::endl; // true

  std::cout << std::boolalpha << (b != b) << std::endl; // true

  return 0;

}

不难发现,对比于isnan()函数,需要使用a!=a或b!=b方式来判断是否为NaN。

3. 使用自定义函数

如果你的代码运行的平台不支持std::isnan(),也没有std::numeric_limits::quiet_NaN()或signaling_NaN()方法,那么你可以自己编写一个函数来判断NaN值。

常见的自定义函数如下:


// 判断是否为NaN

bool is_nan(double x)

  return x != x;

// 判断是否为正无穷

bool is_inf(double x) {

  return !is_nan(x) && is_nan(x - x);

}

// 判断是否为负无穷

bool is_neg_inf(double x) {

  return !is_nan(x) && is_inf(-x);

}

// 判断是否为正无穷

bool is_pos_inf(double x) {

  return !is_nan(x) && is_inf(x);

}

上述方法适用于所有类型的数字,不使用任何其他类库和头文件。

总之,如果你在C++中判断NaN,无论是使用cmath头文件中的isnan()方法,还是std::numeric_limits的quiet_NaN()或signaling_NaN()方法,抑或是自定义函数,都可以完成这项任务。这些方法在科学计算中非常重要,因为如果你不能正确地判断NaN值,可能会导致计算结果不确定,从而影响到你的科学计算的可靠性。

  
  

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