【发布时间】：2018-06-12 15:46:08
【问题描述】：
如何比较长双打与
qsort()和关于not-a-number？
在对可能包含非数字的数组进行排序时，我想将所有 NAN 放在排序后的数组的一端。
qsort() 对比较函数施加了一些限制。
函数应返回一个小于、等于或 如果第一个参数分别被认为小于、等于或大于第二个参数，则大于零。
C11dr §7.22.5.2 3当相同的对象...被多次传递给比较函数时，结果应相互一致。也就是说，对于
qsort，他们应该在数组上定义一个total ordering，......同一个对象应该总是以相同的方式与键进行比较。
§7.22.5 4
当a <= b 或a 不是数字或b 不是数字时，a > b 为假。所以a > b 与!(a <= b) 不一样，因为如果其中一个是 NaN，它们会产生相反的结果。
如果比较函数使用return (a > b) - (a < b);，如果a 或b 中的一个或两个为NaN，则代码将返回0。该数组无法按预期排序，它失去了总排序要求。
在使用 int isnan(real-floating x); 或 int isfinite(real-floating x); 等分类函数时，这种类型的 long double 方面很重要。我知道isfinite( finite_long_double_more_than_DBL_MAX) 可能会返回错误。所以我担心isnan(some_long_double) 可能会做什么一些事情出乎意料。
我尝试了以下。它显然是按需要排序的。
子问题：下面的compare() 是否足以按需要进行排序？有什么推荐的简化吗？如果没有 - 如何解决？
（对于这个任务，像 0.0L 和 -0.0L 这样的值可以以任何方式排序）
#include <math.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <float.h>
int compare(const void *a, const void *b) {
const long double *fa = (const long double *) a;
const long double *fb = (const long double *) b;
if (*fa > *fb) return 1;
if (*fa < *fb) return -1;
if (*fa == *fb) {
//return -memcmp(fa, fb, sizeof *fa); if -0.0, 0.0 order important.
return 0;
}
// At least one of *fa or *fb is NaN
// is *fa a non-NaN?
if (!isnan(*fa)) return -1;
if (!isnan(*fb)) return 1;
// both NaN
return 0;
// return -memcmp(fa, fb, tbd size); if NaN order important.
}
int main(void) {
long double x[] = { 0.0L / 0.0, 0.0L / 0.0, 0.0, 1.0L / 0.0, -0.0, LDBL_MIN,
LDBL_MAX, 42.0, -1.0L / 0.0, 867-5309, -0.0 };
x[0] = -x[0];
printf("unsorted: ");
size_t n = sizeof x / sizeof x[0];
for (size_t i = 0; i < n; i++) {
printf("%.3Le,", x[i]);
}
printf("\nsorted: ");
qsort(x, n, sizeof x[0], compare);
for (size_t i = 0; i < n; i++) {
printf("%.3Le,", x[i]);
}
puts("");
}
输出
unsorted: nan,-nan,0.000e+00,inf,-0.000e+00,3.362e-4932,1.190e+4932,4.200e+01,-inf,-4.442e+03,-0.000e+00,
sorted: -inf,-4.442e+03,-0.000e+00,0.000e+00,-0.000e+00,3.362e-4932,4.200e+01,1.190e+4932,inf,nan,-nan,
如果我知道比较函数是正确的，我会在 Code Review 上发布改进想法。然而，我对代码与那些讨厌的 NaN 正常工作的信心不足。
【问题讨论】：
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检查 NaN-ness 的数字；如果一个是 NaN 而另一个不是，则报告 NaN 更小（或更大，取决于排序方向和您希望 NaN 出现的位置）。据推测，如果它们都是 NaN，则返回 0。否则，它们都不是 NaN，您可以通过适当的比较来处理它们。如果您认为 NaN 中有不同的值，那么您必须对 NaN 进行表征并根据您选择的规则进行有效比较。请注意，对 NaN 的检查可能应该先进行，而不是最后。
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@MichaelDorgan：如果您认为两个“假定相等”的数字“不能表示相同”，我认为您要么是错误的，要么是错误的陈述。
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@EOF 对于此代码，2 个不同的 NaN 可以比较相等 - 它们只会以某种顺序出现在排序列表中。返回 0 不违反 §7.22.5 4.
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@chux：我会使用
isnan()，但我的要求并没有那么严格，以至于想要识别不同类型的 NaN。我知道信令和非信令 NaN；我相信有许多代表 NaN 的位模式。但我从来不需要足够详细地研究它们来了解isnan()表面下的内容。关键的一项是，如果数组中有两个元素——比如x[10]和x[30]——那么比较x[10]和x[30]应该会产生与比较x[30]和x[10]一致的结果。如果一个是负数，另一个必须是正数，或者两者都为零。 -
为什么不在排序前从数组中删除 NaN？即使您可以在存在 NaN 的情况下进行排序，任何后续代码都需要以某种方式处理它们的存在 - 选项只不过是忽略、丢弃或抱怨。删除 NaN 允许后续代码假设它们不存在，即更少需要检查。