在Windows C++中如何捕获Nan和Inf？

Question

今天我痛苦地发现NaN和Inf存在严重的副作用。例如，您是否知道sqrtf（NaN）比sqrtf（10.123132）慢15倍以上，而sqrtf（-1）则慢30倍以上！？您计算出的垃圾需要荒谬的时间，而您甚至没有意识到它。

好吧，在Linux下，您可以通过在其发生时抛出异常来捕获NaN和Inf错误：

#include <fenv.h> 
feenableexcept(FE_DIVBYZERO | FE_INVALID | FE_OVERFLOW);

你在Windows系统下如何实现这个呢？

编辑： 基准测试代码：

float a,b;
a = 1.0 / 0;   //inf
a = -10;         //also nice
long c=0;
long time = SDL_GetTicks();

for (long i=1;i<=1000000;i++) {
   b=sqrt(a); 
}

ostringstream Help; Help << SDL_GetTicks()-time;

//RESULT SHEET
//sqrt(1): 21ms
//sqrt(10): 21ms
//sqrt(10.123): 20ms
//sqrt(-10);   390ms
//sqrt(+-NaN): 174ms
//sqrt(inf):  174

- Kenobi

---

你是如何测量那个时间的？也许你应该防止异常发生，而不是隐藏它们？ - Michał Szczygieł

使用 isinf() 和 isnan() 来检查数值？http://msdn.microsoft.com/en-us/library/hh308344.aspx - Violet Giraffe

您可以使用 _controlfp() 函数开启异常处理。 - Hans Passant

我无法在我的笔记本电脑（core i5，ubuntu，gcc）上复现您的时间。您使用的是什么硬件/操作系统，以及您如何进行基准测试？ - rici

我认为速度问题只是一个红鲱鱼，谨慎地检查NaN / Inf才是目的，启用这些异常是手段。 - congusbongus

Answer 1

如果您正在使用Visual Studio，您可以使用/fp:except选项打开浮点异常。请参见http://msdn.microsoft.com/en-us/library/e7s85ffb.aspx。

在代码中的等效语句是#pragma float_control( except, on )。请参见http://msdn.microsoft.com/en-us/library/45ec64h6(v=vs.110).aspx。

在运行时，您可以使用类似于_controlfp( _MCW_EM, _MCW_EM )的语句。请参见http://msdn.microsoft.com/en-us/library/vstudio/e9b52ceh(v=vs.110).aspx。

- Nate Hekman

---

我想使用基本的编辑器（如geany）- _controlfp听起来很有前途。需要任何库链接吗？ - Kenobi

我相信它是 CRT 的一部分。应该很容易尝试并查看。 - Nate Hekman

@NateHekman #pragma float_control 和 /fp:accept 影响代码生成，而不是浮点异常是否启用。 - Sneftel

Answer 2

对我而言，只有使用 _controlfp 方法才有效。我使用了“安全”的实现方式，即：

 unsigned int current_word = 0; 
 _controlfp_s(&current_word, _EM_ZERODIVIDE | _EM_OVERFLOW | _EM_UNDERFLOW | _EM_INEXACT, _MCW_EM); // raise exception on NaN (0xF)

#pragma和/fp:except在我的代码中没有任何（期望的）效果（该代码由集成到C++项目中的C代码组成）。

或者，更简洁地说-只需删除_EM_INVALID标志即可使NaN引发异常：

unsigned int current_word = 0; 
_controlfp_s(&current_word, 0, _EM_INVALID); // raise exception on NaN (set 0x10 bit to false)

- Henning

---

是的，之前的回答者似乎没有理解代码生成和浮点状态控制之间的区别。但请注意，如果您想禁用可能会影响特定操作是否引发异常的优化，则“/fp:except”也可能非常重要。（对于面向性能的测试来说，这并不有用。） - Sneftel

好的，这就解释了为什么另外两个建议对我没有起作用 - 谢谢澄清！ - Henning