!NaN不是NaN吗？

Question

我遇到了一段在gcc下会输出警告的代码：

float f;
// Calculate a value for f
if (!f == 0.0)
{
    // Handle it being non-zero
}

很可能只是其他团队成员的笔误，仔细检查代码后，真正意思应该是：

if (f != 0.0)
// OR
if (!(f == 0.0))

我已经更正了代码，但我想知道!NaN会评估为什么。我们在if内部使用f值，所以我们不希望NaN通过检查。

- Ken Y-N

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请记住，由于浮点计算的不精确性，f != 0.0可能不足够。您可能需要在其中使用epsilon。 - user4581301

f在条件语句之前被初始化了吗？你怎么知道f的值是NaN? 你收到了哪些警告？ - Some programmer dude

f 应该永远不会是 NaN（除非宇宙射线扭曲了一两个位！）- 这只是为了满足我的好奇心，而不是实际的生产 bug，因此使用了 [tag:language-lawyer] 标签。 - Ken Y-N

@user4581301 实际上，这是一个常量，它从（基本上）一个环境变量初始化，所以有人将其设置为“0.000000000000000000001”不是我的问题！0.0表示未从环境中初始化。 - Ken Y-N

足够好。这只是一个一般性的警告，因为在测试时关于我们可以期望在 f 中得到什么信息的唯一给定信息是 // 计算 f 的值，这表明涉及到一些数学。NaN 是一个奇怪的生物，有许多形态。期待看到语言专家对 !NaN 意味着什么做出的回应。 - user4581301

“!f” 是一个布尔型变量。 - Sid S

Answer 1

如果您想避免在if语句中出现NaN，可以使用以下函数进行检查：bool isnan( float arg );。从该函数的参考文献中可以得知：“NaN值永远不等于它们自己或其他NaN值。根据IEEE-754标准，复制NaN不需要保留其位表示（符号和有效数字），但大多数实现会这样做。” 另一种测试浮点值是否为NaN的方法是将其与自身进行比较。

bool is_nan(double x) { return x != x; } 

C++草案(N4713)说明：

8.5.2.1一元运算符 [expr.unary.op] …… 9. 逻辑非运算符!的操作数在上下文中转换为bool（第7条款）；如果转换后的操作数为false，则其值为true，否则其值为false。结果的类型为bool。

7.14布尔转换[conv.bool] 1. 算术、未作用域的枚举、指针或指向成员的prvalue可以转换为bool型的prvalue。零值、空指针值或空成员指针值被转换为false；其他任何值都被转换为true。

结论：由于NaN在表达式!NaN中被上下文转换为true，所以!NaN为false，因此不是NaN。

- P.W

Answer 2

请查看https://en.cppreference.com/w/cpp/language/implicit_conversion

整型、浮点型、未作用域枚举类型、指针和成员指针类型的 prvalue 可以转换为 bool 类型的 prvalue。

值为零（对于整型、浮点型和未作用域枚举类型）、空指针和空成员指针值变为 false。所有其他值变为 true。

因此，!f == 0.0 等同于 !(f != 0.0) == 0.0 或者 (f == 0.0) == false 或者 f != 0.0

- Alan Birtles

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太好了！但是为了完整回答这个问题，你仍然需要说出当f!=0.0时NaN的值是多少（提示：你引用的最后一段已经回答了这个问题，而不需要重写任何术语 :-)）。 - Christophe

我也担心浮点异常，因为我认为gcc默认开启了它们。!NaN会引发浮点异常吗？我还发现这个有用的参考资料。 - Ken Y-N

@Christophe，你真的认为需要明确说明非零值与零进行比较会返回false吗？ - Alan Birtles

@KenY-N 我认为无论使用哪种表达式，行为都是相同的，如果 NaN != 0 抛出异常，那么 !NaN 也会抛出异常。 - Alan Birtles

@AlanBirtles -- 你说得对，这不仅是维基百科上的说法。这就是IEEE-754的规定。!=用于无序比较时返回true。抱歉，评论已删除。 - Pete Becker

Answer 3

只需简单地使用

if (!isnan(f)&& !f == 0.0)
    {
        cout<<"Filtered NaN values"<<endl;

    }

- chameleon123