如何在ANSI C中生成NaN、-Infinity和+Infinity？

Question

我使用的是 ANSI C89（不是 C++），我想生成 NaN、-Infinity 和 +Infinity。

是否有任何标准方法（例如标准宏）？ 或者是否有任何平台和编译器无关的方法来生成这些数字？

float f = 0.0 / 0.0; // Is f ALWAYS in any platform is NaN?

- Amir Saniyan

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标准甚至不要求任意平台支持NaN和无穷大。我相信符合IEEE 754的实现需要支持通过除法获得它们，就像您的示例一样。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

Answer 1

据我所知，C99中有此功能，而在之前的标准中则没有。

在C99中，您将拥有NAN和INFINITY宏。

来自“数学<math.h>”（§7.12）部分

如果可用，宏INFINITY扩展为类型为float的常量表达式，表示正无穷大或无符号无穷大...

如果您使用的是ANSI C89，则没有此选项。请参见C-FAQ 14.9。

- Mat

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你应该说"ANSI C89"。现在的"ANSI C"是C99。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

在C89中，宏HUGE_VAL可用于定义无穷大的值。 - mlel

ANSI在2000年采用了ISO C99标准。目前的C语言是ISO C18（有时也称为C17）和ANSI C18。 - FrankHB

Answer 2

我���知道这是否是标准的或可移植的，但以下是一个开端：

jcomeau@intrepid:/tmp$ cat test.c; make test; ./test
#include <stdio.h>
int main() {
 printf("%f\n", 1.0 / 0);
 printf("%f\n", -1.0 / 0);
 printf("%f\n", 0.0 / 0);
 return 0;
}
cc     test.c   -o test
test.c: In function ‘main’:
test.c:3: warning: division by zero
test.c:4: warning: division by zero
test.c:5: warning: division by zero
inf
-inf
-nan

奇怪的是，我用这种天真的方法无法得到正向NaN。

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另请参见：http://www.gnu.org/s/hello/manual/libc/Infinity-and-NaN.html

- jcomeau_ictx

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有趣的是，使用clang时会产生“inf -inf nan”（而不是“-nan”）。实际上我不太确定“-nan”应该是什么意思 :-) - Mat

VS2010的结果： 1.#INF00 -1.#INF00 -1.#IND00 - Amir Saniyan

1.#INF00、-1.#IND00和-1.#IND是什么意思？ - phuclv

@Mat 每个浮点数都有一个符号位，始终如此。你可以使用 f | (1 << 31) 得到 float 类型的正无穷（或任何其他数字）。 - Nearoo

使用 -(0.f/0.f) 可以获取 -NaN。 - S.S. Anne

Answer 3

如果您使用旧编译器，其中不存在INFINITY，则还可以使用宏HUGE_VAL，该宏也在<math.h>库中定义。 HUGE_VAL应该在C89/C90标准（ISO/IEC 9899:1990）中可用。

参考文献：http://en.cppreference.com/w/c/numeric/math/HUGE_VAL

- mlel

Answer 4

有一种实际的方法可以创建正无穷和负无穷。根据C89遵循的IEEE 754标准，正无穷被定义为一个浮点数，其中尾数（前23位）包含所有零，指数（接下来的8位）包含所有1。nan被定义为任何指数全部为1，且尾数不全为0的数字（因为那是正无穷）。难点在于生成这个数字，但可以通过以下代码完成：

unsigned int p = 0x7F800000; // 0xFF << 23
unsigned int n = 0xFF800000; // 0xFF8 << 20
unsigned int pnan = 0x7F800001; // or anything above this up to 0x7FFFFFFF
unsigned int nnan = 0xFF800001; // or anything above this up to 0xFFFFFFFF

float positiveInfinity = *(float *)&p;
float negativeInfinity = *(float *)&n;
float positiveNaN = *(float *)&pnan;
float negativeNaN = *(float *)&nnan;

然而，仅仅将一个 "unsigned" 转换为 "float"，会导致编译器创建一个相同值的 "float"。因此，我们需要强制编译器将内存读取为 "float"，这样就得到了我们想要的结果。

- Clayton L

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这会破坏严格别名规则。如果可能的话，请改用memcpy或传统的除零方法。 - S.S. Anne