C++ 为什么要将某些东西转换为 NaN？ [关闭]答案

【问题标题】：C++ Why convert something to NaN? [closed]C++ 为什么要将某些东西转换为 NaN？ [关闭]
【发布时间】：2017-02-16 19:25:26
【问题描述】：

我的理解是，NaN（非数字）本质上是一个从数学函数返回的常数，表示出现问题或计算无效。因此，它们是检查数字是否为 NaN 或更好的函数是有道理的，使用 CERT 编码标准对数学错误进行错误检查 (https://www.securecoding.cert.org/confluence/display/c/FLP32-C.+Prevent+or+detect+domain+and+range+errors+in+math+functions)。

我的问题是这样的；为什么 std::nan() 存在？为什么你会想要一个有效的数字/字符串/值并将其转换为 NaN？（参考：http://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/math/nan）

【问题讨论】：

与标准的完整性。 NaN 可以有不同的值。可能有必要为测试代码创建一个特定的 NaN，以进行比较。甚至可能需要在运行时检测特定的 NaN。
这是否意味着存在一系列代表特定错误的 NaN 常量？
可以在库中使用的 NaN！嘘！
@Katianie 一个信号 NAN 可能会导致 CPU 异常（一个安静的不是）
没有对应于不同NaN 值的特定错误。来自the spec：“库实现可以使用该参数以特定于实现的方式区分不同的 NaN 值。” 请注意，甚至不需要实现支持不同的NaN 值。（quiet NaN 是一个 NaN，如果它在操作中使用并简单地传播，则不会引发异常。有关更多信息，请参阅 WIkipedia article on NaN。）

标签： c++ math nan

【解决方案1】：

假设你想实现 std::acos。如果输入无效（|arg|

【讨论】：

这就是我实现 acos 的方式： if (islessequal(-1, numInRadians) == true && islessequal(numInRadians, 1) == true) { return acos(numInRadians); } 返回 -1.0;
@Katianie 假设您没有要调用的 acos 函数。
好点，如果我没有 acos 可以打电话。但是由于我在这种情况下这样做，对于我的其他数学函数，我会以与 CERT 标准相同的方式检查轮询和域错误（请参阅我的问题中的链接）。这样我就不会真正接触到 NaN 值。
@Katianie，检查您没有调用具有域外值的数学函数的一种方法是提前检查，每次调用函数时 ，正如您所建议的那样，知道该 fn 的域。另一种方法（在 IEEE 算术中）只是调用该函数并查看它是否返回一个 NaN。后者的优势在于，如果您使用传播的安静 NaN，您可以计算整个表达式，并最终确定在该计算期间的任何时间您是否超出域。（或者，如果您使用信号 NaN，您将在域外时抛出异常。）

【解决方案2】：

NaN 通常用于表示空值或缺失值，尤其是在数据分析和数据科学中。因此，应用程序通常会将值初始化为 nan，以便跟踪是否已提供值，而无需使用类似 optional<T> 的结构的开销。

其次，创建自定义数学函数是很常见的，您希望为某些输入返回 nan。所以这不仅仅是为了完整性。

【讨论】：

那么您可以使用 NaN 进行带内错误信令吗？出于好奇，您有任何示例库，我可以查看它的文档吗？
Numpy 和 pandas 就是一个很好的例子：pandas.pydata.org/pandas-docs/stable/missing_data.html
接下来，这里首选 nans 的原因是您可以像往常一样继续使用 nans 进行计算（例如在大向量运算中），并且 nan 值自然会传播到最终结果，并且仅受到影响的价值观。

【解决方案3】：

IEEE 754 系统地引入了使用 NaN 来表示数字，否则这些数字的定义无法在计算机上表示。

您会经常看到 0/0、±inf / ±inf、0 * ±inf 等。

【讨论】：

但是是否为那些域外结果定义了（在标准中）不同的 NaN？
查看此链接：securecoding.cert.org/confluence/display/c/… 我关注了如何检查轮询和域错误。
@davidbak 按照标准，我假设您的意思是 IEEE 标准。在 754 中，有一些关于 NaN 的有趣含义。具体来说，对 NaN 定义为真的唯一操作是 NaN != NaN，因此没有两个 NaN 是相同的。