在C中识别和分配+ NaN和-NaN

Posted 2021-04-04

我必须在float中输入+ NaN或-NaN并转换为另一个人工浮动形式，称为tinyfp（1个符号位，3个指数位，4个小数位），用于一个问题，

或者在tinyfp中输入（每个呈现+ NaN或-NaN）并以+ NaN或-NaN回答

这个问题特别问

浮点数中的+ NaN和-NaN应分别转换为tinyfp中相应的+ NaN和-NaN。

和

tinyfp中的+ NaN和-NaN应分别转换为float中对应的+ NaN和-NaN。

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第一个问题是，因为我无法将NaN与任何东西（甚至是它自己）进行比较，而我可以识别输入值是否为NaN，我无法区分+ NaN和-NaN。

与第二个问题类似，当我想回答为+ NaN或-NaN时，0.0 / 0.0和-0.0 / 0.0都表示为-NaN，所以我不能回答任何+ NaN。

我试过if( input == 0.0/0.0)或(input == -0.0/0.0)，他们不工作。我可以试试if(input != input)，但后来我无法区分+ NaN和-NaN。

对于第二个问题，我尝试了return 0.0/0.0和return -0.0/0.0，但最终都回答为-NaN。 （虽然不知怎的，我可以得到输入作为nan和-nan）

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所以问题是，我如何检查输入是+ NaN还是-NaN，当我想以NaN作为答案时，如何分配+ NaN和-NaN？

我不允许使用除stdio.h +之外的任何标题，我也不能使用double格式 - 只允许使用float

答案

您对可能使用的函数/标题的限制给人以强烈的印象，即您需要直接分析和操作floats的表示。这也假设了一个特定的float表示的假设，但是big-endian IEEE-754 binary32格式是一个相当不错的选择。我猜你已经在研究这个了。

您可以通过unsigned char指针访问浮点值的表示：

_Bool my_isnan(float f) {
    unsigned char *bytes = (unsigned char *) &f;
    // analyze bytes[0], bytes[1], etc. ...
}

您可以通过类似的方式操纵float表示。

我把分析/操作的细节留给你，因为这似乎是练习的关键点，我不打算为你做功课。

另一答案

如果您不被允许使用math.h，那么您自己就必须从其二进制表示中提取有关浮点值的信息。要做到这一点，你需要了解如何在IEEE-754 format中存储浮点数（假设float是IEEE-754 single precision）。如果您不知道如何存储浮点类型，那么如何在tinyfp中构造值？

所以基本上浮点数表示为s eeeeeeee mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm。您只需要使用各种方式获取基础位。然后检查if (eeeeeeee == 0xFF)，因为最大指数是为IEEE-754中的inf和nan保留的。现在阅读尾数，知道它是inf还是nan。现在知道±inf和±nan的标志是微不足道的，因为你已经有了标志位。所有这些都已在标准中指定，只需检查即可

• get the integer representation value of a float type variable in C
• Convert float to bigint (aka portable way to get binary exponent & mantissa)

另一答案

你可以使用isnan和isinf函数。

要创建inf和-inf数字，您可以使用1.0 / 0.0（应该给inf）和-1.0 / 0.0（应该给-inf）。

例：

#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main() {
  double x = 1.0/0.0;
  double y = -1.0/0.0;
  double z = sqrt(-1.0);
  printf("x = %f
", x);
  printf("y = %f
", y);
  printf("isinf(x) = %d
", isinf(x));
  printf("isinf(y) = %d
", isinf(y));
  printf("isnan(x) = %d
", isnan(x));
  printf("isnan(z) = %d
", isnan(z));
}