C ++中NaN的异常原因？接近零的极限会导致 NaN 吗？答案

【问题标题】：Unusual cause of NaN in C++? Do limits approaching zero cause NaN?C ++中NaN的异常原因？接近零的极限会导致 NaN 吗？
【发布时间】：2013-07-20 14:16:05
【问题描述】：

在从事涉及神经网络的 C++ 项目时，我受到 NaN 结果的阻碍。经过大量的追踪（试图找到 NaN 的起源），我意识到它的来源是我的 sigmoid 导函数，如下所示。

double sigDer(double n){
    return 2*exp(-n) / pow(1 + exp(-n), 2);
}

虽然它有一个所有实数的域，但诸如 -1008.3 之类的值会导致 NaN 的结果。根据mathematica，正确的结果应该非常接近于零——2.522*10^-438。我已经通过以下方式避免了这个问题：

double sigDer(double n){
    double res = 2*exp(-n) / pow(1 + exp(-n), 2);
    if( isnan(res) ){
        return 0;
    } else{
        return res;
    }
}

有了这个简单的假设，我的代码按预期运行；但是，我仍然不明白为什么 sigDer() 不返回〜0。有人可以告诉我C++（Xcode IDE）中NaN的原因，而不是除以零并取负的偶数根吗？

提前致谢！我还想知道为什么 signer(-1008.3) 返回 NaN 以及如何更好/更有效地跟踪 NaN 值的来源。

【问题讨论】：

感谢您快速而有帮助的回复！这是我关于 stackoverflow 的第一个问题，我印象深刻。作为编程世界的新手，我真的很感谢这么棒的在线资源

标签： c++ neural-network nan trace

【解决方案1】：

好吧，如果分子和分母最终都为 0，那么你正在做 0/0，即 NaN。

我没有计算过，但我想exp(-1008) 小于2E-308，即double 中的最小可表示值。

有人可以告诉我NaN的原因

Wikpedia has this covered.

【讨论】：

其实是+inf/+inf。 exp(-(-1008)) == exp(1008)

【解决方案2】：

在每种情况下，分母都试图达到无穷大（这意味着整个分数都试图达到 0）。但是，这意味着您要在某处定义除以无穷大（结合有限的双倍范围）。

对此的解释在于 c++ exp function 如果返回值不能表示为双精度，则返回 +-HUGE_VAL。

话虽如此，当您的结果不能包含在双变量中时，它将导致 除以无穷大，从而导致 nan

顺便说一句，如果你想对大数字进行操作，你可以实现一个将数字存储在字符串和重载运算符中的类。

【讨论】：

【解决方案3】：

如果您的输入 n 是一个很大的负数数

exp(-n) -> inf

pow(1 + exp(-n), 2) -> pow(1 + inf, 2) -> inf

inf / inf -> nan

如果您的输入 n 是一个很大的正数，您将永远不会得到 nan 0/0

pow(1 + exp(-n), 2) -> pow(1 + 0, 2) != 0

【讨论】：

yes exp(-n) -> 0，我添加了“负数”。这是获得 nan 的可能方法