当没有浮点数据类型时，为啥这段代码会出现浮点异常？

Posted 2023-02-22

【中文标题】当没有浮点数据类型时，为啥这段代码会出现浮点异常？

【英文标题】：Why does this code get floating point exception when there is no float data-type?当没有浮点数据类型时，为什么这段代码会出现浮点异常？

【发布时间】：2018-07-11 22:14:04

【问题描述】：

我没有除以零，并且我的代码中没有浮点数据类型，我仍然得到浮点异常。

#include <cmath>
#include <cstdio>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;


int main() 
    unsigned long long int t,n;

    cin>>t;
    while(t--)
    
        cin>>n;
        unsigned long long int deno = pow(10,n-1),count=2,sum = 0,f1=1,f2=1;

         while(1)
            sum = f1+f2;
            f1 = f2;
            f2 = sum;
            count++;
            if((int)(sum/deno)>0)
                cout<<count<<endl;
                 break;
              
        

    
    return 0;

之前的所有问题都有类似的除以零的问题，但变量 deno 永远不能像n>=2那样为零。

我之前的研究：

“Floating point exception” in code that contains no floats Floating Point Exception C++ Why and what is it?

问题说明：https://www.hackerrank.com/contests/projecteuler/challenges/euler025/problem

它通过了 2 个测试用例，失败了 2 个。都是隐藏的测试用例。 Result image

通过输入 1 50 我们可以重现错误。详情：

 GDB trace: Reading symbols from solution...done. [New LWP 15127] Core
 was generated by `solution'. Program terminated with signal SIGFPE,
 Arithmetic exception.
 #0  main () at solution.cc:23 
 23 if((int)(sum/deno)>0)
 #0  main () at solution.cc:23

【问题讨论】：

浮点执行是当您尝试除以 0 或取模时。它不是浮点独有的

重现问题需要多长时间？当我运行您的代码时，它会一直运行。

使用你的调试器。观察deno 的值，看看它是否为零。

如果您不知道导致问题的输入，

@Yılmazedis 调试不会轻易提供帮助。

您是否意识到unsigned long long 只能上升大约 19 位，而问题需要 5000？即使是long double 也只能达到 308 位（当然会出现浮点错误）。您将需要一种新方法。

【参考方案1】：

整数除法会产生异常，在某些平台（例如 Linux）上报告为“浮点异常”是完全正常的。你可以很容易地从整数除以零得到它，或者，另一个例子，通过触发溢出，如

int i = INT_MIN;
int b = -1;
i = i / b;

http://coliru.stacked-crooked.com/a/07c5fdf47278b696

在某些情况下，此异常可能会根据优化级别出现或消失。该异常通常仅在编译器决定生成实际除法指令（而不是优化除法）时触发。

---

在您的情况下，使用了无符号整数除法，因此除以零似乎是唯一可能的罪魁祸首。我猜这个

unsigned long long int deno = pow(10,n-1);

恰好在deno 中产生零。 pow 是一个产生浮点结果的浮点函数。如果原始值太大（n 等于 50 就是这种情况），从浮点类型转换为整数类型会导致未定义的行为。请注意，即使目标整数类型是无符号的也是如此。

【讨论】：

谢谢，但是我应该如何更改我的代码来解决这个问题？

感谢您深入研究问题并帮助我解决问题

是的，刚刚检查了1 50 deno 是0。然而，在 Visual Studio 上是 9223372036854775808。这确实是UB。

编写自己的 pow() 函数。 std::pow 总是转换整数并返回浮点结果。仅在标准库中没有整数的等价物。网络上有许多 int 等价物。

n>=19 的逻辑在各种平台上都是错误的。它只是溢出了 long long 的 64 位边界。