如何将信令 NaN 转换为安静的 NaN？

Question

我想在 C 中将信号 NaN 转换为安静的 NaN。有人可以建议一种方法吗？

谢谢。

Answer 1

我想我会扩展我的评论并提供解决方案。

这里的棘手部分是能够在不触发异常的情况下读取/比较sNaN。毕竟它被称为“信号”是有原因的。 Wikipedia says that even comparison operations on sNaN will trigger an exception.

所以直接使用number != number 或isnan(value) 可能不起作用，因为它们会调用比较并且会触发硬件异常。 （不过我不完全确定isnan(value) 是如何实现的。）

编辑：更正，看起来isnan() 将永远不会触发异常，即使是在信号NaN 上，所以这个答案的其余部分毫无意义。

谓词 isNaN(x) 确定一个值是否为 NaN 并且从不 发出异常信号，即使 x 是信号 NaN。

这意味着它可以按照 Chrisoph 在 cmets 中的建议进行：

if(isnan(value))
    value = NAN;

---

这是我不使用isnan(value)的原始答案：

所以我能想到的唯一方法就是走位路线。

假设 float 是标准的 IEEE 单精度，int 是一个 32 位整数，那么这里有一种解决方法：（请注意，我没有对此进行测试。）

union{
    int i;
    float f;
} val;

val.f = //  Read the value here.

//  If NaN, force it to a quiet NaN.
if ((val.i & 0x7f800000) == 0x7f800000){
    val.i |= 0x00400000;
}

请注意，这种方法并不完全符合 C 语言，并且会调用实现定义的行为。另请注意，由于需要在 FP 和整数单元之间移动数据，这种方法并不是特别有效。

这是如何工作的：

1. 联合显然用于将float 的位转换为int。
2. 所有NaNs 都将具有0x7f80000 集中的位。 if 语句测试将检查所有这些位是否都已设置。
3. i |= 0x00400000; 将NaN 强制为安静的NaN。第 22 位决定 NaN 是静默还是静默。将其强制为 1 将使其成为安静的 NaN。

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编辑 2：如果您不能使用联合，这里有一些其他方法（每种方法都有自己的缺点）：

方法一：

float f = //  Read the value here.

int i = *(int*)&f;
if ((i & 0x7f800000) == 0x7f800000){
    i |= 0x00400000;
}

f = *(float*)&i;

缺点：它违反了严格的别名，但可能仍然有效。

方法二：

char buf[sizeof(float)];

float f = //  Read the value here.

*(float*)&buf = f;
int i = *(int*)&buf;

if ((i & 0x7f800000) == 0x7f800000){
    i |= 0x00400000;
}

*(int*)&buf = i;
f = *(float*)&buf;

同样的想法适用于memcpy()。

缺点：如果对齐很重要，您需要确保buf 对齐。

方法3：实现自己的isnan()：

看到这个问题：Where is the source code for isnan?

Answer 2

在 cmets 中，您提到了您真正想做的事情：

在执行任何其他操作之前，我想检查 NaN 即数字！= 数字，但这不适用于发出 NaN 信号

这就是 C99 isnan() 宏的用途，不需要 number != number。 C 标准本身并没有真正指定信号 NaN 的语义 - 它只是说

a 信号 NaN 通常在作为算术操作数发生时引发浮点异常

在第 5.2.4.2.2 节 §3 和

本规范没有定义信号 NaN 的行为。

在附件 F，第 F.2.1 节第 1 节中。

然而，according to Wikipedia，IEEE 754 指定了一个 isNaN() 谓词，即使与信号 NaN 一起使用也不会引发异常，isnan() 应该在提供 IEEE 浮点点语义。