浮点负无穷大的 std::exp 返回负无穷大，用于 Visual C++ 2013 中的 x64 构建

Question

当使用无穷大的浮点表示并使用 Visual C++ 2013 构建 x64 二进制文件时，使用 std::exp 计算 e^-infinity 将返回 -infinity。我希望它返回 0，这与 Win32 版本相同，或者采用double 的std::exp 版本。

以下构建为 x64 的代码演示了该问题。

#include <limits>
#include <iostream>

int main(const int argc, const char** argv) {
    std::cout << "exp of float -infinity: " << std::exp(-std::numeric_limits<float>::infinity()) << std::endl;
    std::cout << "exp of double -infinity: " << std::exp(-std::numeric_limits<double>::infinity()) << std::endl;
}

用于编译的命令行选项（取自 Visual Studio）：

/GS /Wall /Gy /Zc:wchar_t /Zi /Gm- /Od /sdl /Fd"x64\Release\vc120.pdb" /fp:precise /D "_MBCS" /errorReport:prompt /WX /Zc:forScope /Gd /Oi /MD /Fa"x64\Release\" /EHsc /nologo /Fo"x64\Release\" /Fp"x64\Release\NumericLimitsTest.pch" 

上面的输出：

exp of float -infinity: -1.#INF
exp of double -infinity: 0

为什么会这样？

Answer 1

我通常会说这是某种描述的错误，因为 C++11 在 cmath 功能上遵循 C99，而 C99 在 F.9.3.1 中明确指出 exp(−∞) returns +0。但是，请记住，该标准的附件中规定：

定义__STDC_IEC_559__ 的实现应符合本附件中的规范。

在 MSVC 中，该宏似乎没有在 32 位或 64 位模式下定义，因此它可能 不是 一个错误，您可能不走运。在 /fp:strict 和 /fp:precise 之间更改浮点模式也不会让事情变得更好。

在所有情况下，结果似乎在 32 位和 64 位目标之间有所不同，并且基于仅规定 exp 将 compute the base-e exponential of x 的标准，似乎对如何没有要求，这似乎没问题.

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如果您想要快速修复，使用pow 函数似乎会产生正确的结果：

#define DBL_E 2.71828182845904523536
#define FLT_E 2.71828182845904523536f
std::cout
    << "exp of float -infinity: "
    << std::pow(FLT_E, -std::numeric_limits<float>::infinity())
    << std::endl;
std::cout
    << "exp of double -infinity: "
    << std::pow(DBL_E,-std::numeric_limits<double>::infinity())
    << std::endl;

无论您是否拥有64-bit/32-bit、debug/release 或fp:precise/fp:strict，这都会为两条线生成零，但是，这是否有保证，我不能说。