负 NaN 不是 NaN？

Posted 2023-03-11

【中文标题】负 NaN 不是 NaN？

【英文标题】：Negative NaN is not a NaN?

【发布时间】：2011-04-05 12:39:40

【问题描述】：

在编写一些测试用例时，一些测试会检查 NaN 的结果。

我尝试使用std::isnan，但断言失败：

Assertion `std::isnan(x)' failed.

打印x 的值后，结果发现它是负NaN (-nan)，这在我的情况下是完全可以接受的。

在尝试使用NaN != NaN 和assert(x == x) 之后，编译器帮了我一个忙，并优化了断言。

我自己的 isNaN 函数也正在优化中。

如何检查 NaN 和 -NaN 的相等性？

【问题讨论】：

o_O?负数 NaN 是 NaN。

您能否展示您如何编写自己的isNaN，或者如果您有编译器中的内置函数？测试 a NaN 的一种方法（如您所见，有几种）是测试 en.wikipedia.org/wiki/NaN 的位模式（指数为 11..11）。

@KennyTM 来自 Wikipedia：“因为在实践中，编码的 NaN 既有符号，也有可选的‘诊断信息’（有时称为有效负载），这些通常也可以在 NaN 的字符串表示中找到，例如：-NaN"。有一个 NaN 或很多 NaN，具体取决于您如何看待它，这个编译器打印它的方式可能比有用更令人困惑。

对我来说，这听起来像是您的标准库的 std::isnan 实现中的一个错误。

考虑到我已经听说过的一些恐怖故事，即使在 glibc 中我也不觉得有这样的错误的想法令人惊讶。这是善意的，不要误会我的意思，但编译器作者长期以来一直犯错浮点数。

【参考方案1】：

你应该可以使用 C99 isnan()。

如果在你的实现中它不能正常工作（那是哪一个？）你可以实现你自己的，通过 reinterpret_casting 到 long 并做 IEEE 位魔法。

【参考方案2】：

这是基于在 cmets 中发布的***文章。请注意，它完全未经测试——它应该让您知道您可以做些什么。

bool reallyIsNan(float x)

    //Assumes sizeof(float) == sizeof(int)
    int intIzedX = *(reinterpret_cast<int *>(&x));
    int clearAllNonNanBits = intIzedX & 0x7F800000;
    return clearAllNonNanBits == 0x7F800000;

编辑：我真的认为你应该考虑向 GLibc 人员提交一个错误。

【讨论】：

这也会为Inf返回true。

@Sam：正如我所说，我没有测试它，我从***得到它。我从来没有声称它的正确性。无论如何，OP已经回答了这个问题。我不明白为什么我们要挖掘一个 1.5 年前的问题，该问题已经被标记为已回答并抱怨它。

我没有抱怨；你是。我从谷歌搜索中找到了这个问题，发现它没有令人满意的答案。我正在评论不正确或不完整的答案，因为我不希望其他人花时间找出他们不正确或不完整的原因。此外，批准的答案给出了解释，而不是解决方案。这个问题有多老绝对没有相关性。如果您对此有疑问，您可能错过了该网站的重点。放松点，伙计。

哦，顺便说一句，我也认为负面的 cmets 比不加评论的投票要文明一个数量级。

接受的答案没有详细说明任何内容，也没有为问题提供解决方法。并且请否决，因为我对同一个问题给出了相同的答案？欢迎来到我的负面好斗人士名单，在他们长大之前，我不再打算与之互动。

【参考方案3】：

您可以检查数字的位。 IEEE 754 为 NaN 定义了掩码：

信令 NaN 由 X'7F80 0001' 和 X'7FBF FFFF' 之间或 X'FF80 0001' 和 X'FFBF FFFF' 之间的任何位模式表示。 安静的 NaN 由 X'7FC0 0000' 和 X'7FFF FFFF' 之间或 X'FFC0 0000' 和 X'FFFF FFFF' 之间的任何位模式表示。

这可能是不可移植的，但如果您确定您的平台，它是可以接受的。更多：http://publib.boulder.ibm.com/infocenter/lnxpcomp/v8v101/index.jsp?topic=/com.ibm.xlf101l.doc/xlfopg/fpieee.htm

【讨论】：

那将是我最后的选择，我仍在努力寻找最便携的解决方案。

@LiraNuna 这不是那么戏剧化。如果你实现它时牢记字节序，它将足够便携

【参考方案4】：

这很尴尬。

编译器（在本例中为 GCC）优化比较并且isnan 返回false 的原因是因为我团队中有人打开了-ffast-math。

来自文档：

-ffast-数学 设置 -fno-math-errno、-funsafe-math-optimizations、 -fno-trapping-math、-ffinite-math-only、-fno-rounding-math、-fno-signaling-nans 和 fcx-limited-range。 此选项导致定义预处理器宏 __FAST_MATH__。 任何 -O 选项都不应打开此选项，因为它可能导致程序输出不正确，这些程序依赖于数学函数的 IEEE 或 ISO 规则/规范的精确实现。

注意结尾句 - -ffast-math 不安全。

【讨论】：

我刚刚注意到 MS 编译器与 /fp:fast 标志一起使用时存在完全相同的问题。可与 /fp:precise 配合使用。

【参考方案5】：

对我来说，这看起来像是您的库的isnan() 实现中的一个错误。它在 Snow Leopard 上的 gcc 4.2.1 上运行良好。但是，试试这个怎么样？

std::isnan(std::abs(yourNanVariable));

显然，我无法对其进行测试，因为 std::isnan(-NaN) 在我的系统上是 true。

编辑：使用-ffast-math，无论-O 开关如何，Snow Leopard 上的 gcc 4.2.1 都认为NAN == NAN 是true，NAN == -NAN 也是如此。这可能会灾难性地破坏代码。我建议不要使用-ffast-math，或者至少在使用和不使用它的构建中测试相同的结果......

【参考方案6】：

isnan() 预计与-ffast-math 有未定义的行为。

这是我在测试套件中使用的：

#if defined __FAST_MATH__
#   undef isnan
#endif
#if !defined isnan
#   define isnan isnan
#   include <stdint.h>
static inline int isnan(float f)

    union  float f; uint32_t x;  u =  f ;
    return (u.x << 1) > 0xff000000u;

#endif