为什么 awk 除以零会产生不同的结果，我该如何测试？答案

【问题标题】：Why does awk produce different results for division by zero and how can I test for this?为什么 awk 除以零会产生不同的结果，我该如何测试？
【发布时间】：2013-01-29 11:35:16
【问题描述】：

在 mawk 中除以零时得到六个不同的结果：

$ echo | awk '{print -1/0 }' ; echo $?
-inf
0
$ echo | awk '{print 0/0 }' ; echo $?
-nan
0
$ echo | awk '{print 1/0 }' ; echo $?
inf
0
$ echo | awk '{printf ("%i\n", -1/0) }' ; echo $?
-2147483647
0
$ echo | awk '{printf ("%i\n", 0/0) }' ; echo $?
-2147483647
0
$ echo | awk '{printf ("%i\n", 1/0) }' ; echo $?
2147483647
0

我得到每个案例的“成功”退出代码。

为什么会这样？
我能做些什么呢？我是否总是必须在进行除法之前检查零除数，还是有什么方法可以依靠 awk 的错误处理和退出代码？

【问题讨论】：

标签： error-handling awk divide-by-zero

【解决方案1】：

我猜你正在使用 mawk，awk、nawk 或 gawk 都没有这种行为，它们不支持除以零。

您的答案是+inf 表示正无穷大，nan 表示“不是数字”，-inf 表示负无穷大，所有这些都符合预期。这些仅在打印 float 时输出，即使用%.6g，这是默认的OFMT（用于打印数字的默认格式）。

$ mawk 'BEGIN {printf ("%i\n", 1/0) }'
2147483647
$ mawk 'BEGIN {printf ("%f\n", 1/0) }'
inf
$ gawk 'BEGIN {printf ("%f\n", 1/0) }'
gawk: fatal: division by zero attempted

当您使用“%i”显式打印时，您会得到 +HUGE 或 -HUGE，这将转换为 int（在您的情况下为带符号的 32 位）并打印为 + 或 - (2^31-1)。

通常的做法是总是检查除以零，理想情况下，通过重新组织表达式来最小化您需要检查的次数——除以零会导致 awk 的其他实现简单地终止。

当mawk 正在构建时，它会检测您的 C 数学库的功能：

$ ./configure
[...]
checking handling of floating point exceptions
    division by zero does not generate an exception
    overflow does not generate an exception
    math library supports ieee754

如果您使用 NOINFO_SIGFPE 定义构建，您可以获得“标准”行为：

$ ./configure CFLAGS="-DNOINFO_SIGFPE"
$ make clean && make
$ ./mawk 'BEGIN {printf ("%f\n", 1/0) }'
mawk: run time error: division by zero
    FILENAME="" FNR=0 NR=0

（虽然没有记录，但它可能不是您应该依赖的东西）。

【讨论】：

【解决方案2】：

在尝试了不同的 AWK“方言”后，我得出了以下结论：

尝试awk:

echo | awk '{print -1/0 }' ; echo $?

我得到：

awk: (FILENAME=- FNR=1) fatal: division by zero attempted
2

尝试gawk:

echo | gawk '{print -1/0 }' ; echo $?

我得到：

gawk: (FILENAME=- FNR=1) fatal: division by zero attempted
2

尝试mawk:

echo | mawk '{print -1/0 }' ; echo $?

我得到：

-inf
0

如果我是你，我会尝试识别你的“默认方言”(awk --version)，我会尝试使用另一种方言，例如 gawk，并阅读退出状态以了解发生了什么。

PS：我运行的是 Ubuntu 11.10。

PS：在我的例子中，awk 是 gawk 的别名。

【讨论】：

gawk 似乎是唯一具有--version 选项的版本。 mawk 使用 -W version，而我曾经使用的默认 awk（Ubuntu 默认）是 mawk。我开始认为gawk 可能会成为新安装的标准部分。
由于限制，我在使用awk 时遇到了一些问题，这就是我使用gawk 的原因。

【解决方案3】：

甚至 gnu gawk 根据调用标志的不同表现出不同行为的组合并不难：

（这些测试也更加简单，因为输出是仅基于调用 awk/start-up 选项的行为，而不是可以手动覆盖的参数常量。 p>

我自己使用的 gawk 符号（GMP/MPFR 不言自明）-

E = -e aka standard call
S = -S `—-sandbox`
P = -P `--posix`
c = -c `—-traditional`
n = -n `--non-decimal-data`

    #  (-nan):x:gawk-S/c/E/mpfr
    #  (+inf):x:gawk-n/P
    #  (+nan):x:gawk-GMP/GMP+mpfr
    #   ( 0 ):x:nawk
    #   (inf):x:mawk
    #   (nan):x:mawk2

      x = -log((log(0)*log(0))^-log(-0))/(-"0xABCD")^-!-"";

    # (+nan) :gawk-GMP/MPFR
    #        (NaN:mpfr_log())
    #  (nan) :nawk/mawk/mawk2
    # (-nan) :gawk-E/P/c

        x = log(log((-log(0))/-log(0)));

    # (-inf):nawk
    #  (inf):mawk/mawk2
    # (+inf):gawk-ALL

        y = log(log((-log(0))^-log(0)));

    # (-inf):gawk-GMP
    # (-inf):nawk
    # (-nan):gawk-P/E/c
    #  (nan):mawk/mawk2

        z = log(-log(1))-(-"")^-!-"";

    # (+nan):gawk-GMP
    #  (inf):mawk/mawk2
    #  (nan):nawk
    # (+inf):gawk-except-GMP

        z = log(-log(0))-(-"")^-!-"";

    # (-inf):nawk/gawk-GMP
    #  (inf):mawk/mawk2
    # (+inf):gawk-except-GMP

        z = -(-"")^-!-"";

    #  (inf):nawk
    #  ( 0 ):gawk-GMP
    # (-inf):all others

        xn = (-"")^-!"";

这些例子可能不只是被零除，但它确实强调了在边缘情况下，它们的行为变化很大。这是一个整理表，以便更容易理解：

    a = log(log((-log(0))^-log(0)));
    b = log(log((-log(0))/-log(0)));;
    c = -log((log(0)*log(0))^-log(-0))/(-"0xABCD")^-!-"";
    d = log(-log(0))-(-"")^-!-"";
    e = log(-log(1))-(-"")^-!-"";

/usr/local/bin/nawk  ::  -inf ::  nan ::   0  ::  nan :: -inf ::
---------------------------------------------------------------
/usr/local/bin/mawk  ::   inf ::  nan ::  inf ::  inf ::  nan ::
---------------------------------------------------------------
/usr/local/bin/mawk2 ::   inf ::  nan ::  nan ::  inf ::  nan ::
---------------------------------------------------------------
/usr/local/bin/gawk -e:: +inf :: -nan :: -nan :: +inf :: -nan ::
/usr/...,/gawk -l mpfr:: +inf :: -nan :: -nan :: +inf :: -nan ::
/usr/local/bin/gawk -S:: +inf :: -nan :: -nan :: +inf :: -nan ::
/usr/local/bin/gawk -c:: +inf :: -nan :: -nan :: +inf :: -nan ::
---------------------------------------------------------------
/usr/local/bin/gawk -P:: +inf :: -nan :: +inf :: +inf :: -nan ::
/usr/local/bin/gawk -n:: +inf :: -nan :: +inf :: +inf :: -nan ::
----------------------------------------------------------------
/usr/local/bin/gawk -M:: +inf :: +nan :: +nan :: +nan :: -inf ::
----------------------------------------------------------------

【讨论】：