如何在 c 中产生 NaN 浮点数？

Question

float f = (float)'a';
if(f < 0){ 
}   
else if(f == 0){ 
}   
else if(f > 0){ 
}   
else{
    printf("NaN\n");                                                          
}   

f 不会大于/等于/小于0，如果它是NaN。

但是首先如何产生这样的f？

我尝试了各种方法来生成NaN，但都没有奏效..

Answer 1

使用浮点数，0.0 / 0.0 不是“除以零”错误；结果是NaN。

这个 C 程序打印 -nan:

#include <stdio.h>

int main()
{
    float x = 0.0 / 0.0;
    printf("%f\n", x);
    return 0;
}

就NaN 对计算机的外观而言，两个“无效”数字为“信号”和“安静”NaN 保留（类似于为正无穷和负无穷保留的两个无效数字）。 Wikipedia entry 有更多关于如何将 NaN 表示为 IEE 浮点数的详细信息。

Answer 2

要产生一个nan，有几种方法：

1) 手动生成（阅读ieee754 以正确设置位）

2) 使用宏。 GCC 公开了一个宏 NAN。它在 math.h 中定义

检查 nan 的一般方法是检查 if (f == f)（对于 nan 值应该会失败）

对于nan来说，float表示中的指数位都应该设置为1（float由一个有符号位、一组指数位和一组尾数位组成）

Answer 3

来自 GNU GCC 手册 math.h 定义了允许您将变量显式设置为无穷大或 NaN 的宏。由于这是 C99 的一部分，我希望您可以将以下宏与其他符合 c99 的编译器一起使用。

— 宏：float INFINITY 表示正无穷大的表达式。它等于 1.0 / 0.0 等数学运算产生的值。 -INFINITY 表示负无穷。

您可以通过将浮点值与此宏进行比较来测试它是否是无限的。但是，不建议这样做；您应该改用 isfinite 宏。请参阅浮点类。

这个宏是在 ISO C99 标准中引入的。

— 宏：float NAN 表示“非数字”值的表达式。此宏是 GNU 扩展，仅在支持“非数字”值的机器上可用，也就是说，在所有支持 IEEE 浮点的机器上可用。

你可以使用‘#ifdef NAN’来测试机器是否支持NaN。 （当然，您必须安排 GNU 扩展可见，例如通过定义 _GNU_SOURCE，然后您必须包含 math.h。）

有关更多信息，您可以在此处查看： http://www.gnu.org/s/hello/manual/libc/Infinity-and-NaN.html

Answer 4

这也适用于常量（0/0 会在 vs 上给出编译器错误）：

const unsigned maxU = ~0;
const float qNan =  *((float*)&maxU);

Answer 5

下面的 C 程序将产生一个 NaN。第二条语句将产生一个 NaN。

#include <stdio.h>
#include <tchar.h>
#include "math.h"

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    double dSQRTValue = sqrt( -1.00 ); 
    double dResult = -dSQRTValue;  // This statement will result in a NaN.
    printf( "\n %lf", dResult );

    return 0;
}

以下将是程序的输出。

1.#QNAN0

Answer 6

您可以使用NAN 宏，或简单地使用nan/nanf 函数之一将nan 值分配给变量。
要检查您是否处理的是 nan 值，可以使用 isnan()。 这是一个例子：

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main(void) {

    float a = NAN;//using the macro in math.h
    float f = nanf("");//using the function version 
    double d = nan("");//same as above but for doubles!

    printf("a = %f\nf = %f\nd = %f\n",a,f,d);

    if(isnan(a))
        puts("a is a not a number!(NAN)\n");

    return 0;
}

运行上面的代码 sn-p 会给你这个输出：

a = nan
f = nan
d = nan
a is a not a number!(NAN)

自己运行代码：http://ideone.com/WWZBl8
阅读更多信息：http://www.cplusplus.com/reference/cmath/NAN/

Answer 7

当我们编程包含像@Dan Cecile OR sqrt(-1)所说的0.0/0.0这样的值时，会产生nan。

Answer 8

对于托管的 C 实现，可以执行 #include <math.h> 并使用 NAN 宏（如果已定义）。例如，对于 GCC，它是由一个内置函数实现的：(__builtin_nanf (""))。

对于独立的 C 实现（<math.h> 标头可能不可用）或未定义 NAN 宏时（即使可能支持 NaN 也可能发生），可以生成带有浮动的 NaN点操作如0.0 / 0.0。但是，它可能存在几个问题。

首先，这样的操作也会产生异常，在某些 C 实现中可能存在陷阱。可以确保它是在编译时计算的：

static double my_nan = 0.0 / 0.0;

另一个问题是 Microsoft Visual C++（至少在某些版本）试图在编译时评估 0.0 / 0.0（即使此表达式位于代码中的任意位置）并抱怨其有效性。所以，这里的解决方案是相反的：确保编译器不会在编译时评估它，方法是：

static double zero = 0.0;

然后使用zero / zero。由于这些解决方案存在冲突，因此可以在 specific macros 上使用预处理器指令 (#if...) 测试编译器。

也可以选择基于 NaN 编码的解决方案，但也存在可移植性问题。首先，IEEE 754 标准并没有完全定义 NaN 的编码，特别是区分静默和信令 NaN 的方式（并且硬件在实践中有所不同）；信号 NaN 将产生未定义的行为。此外，IEEE 754 标准没有定义位串在内存中的表示方式，即可能需要检测字节顺序。如果这些问题都解决了，带有指针转换的 unsigned char 的联合或数组就可以得到浮点类型。不要使用带有指向地址的指针的整数来进行类型双关，因为这会破坏 C 别名规则。

Answer 9

-nan也可以通过将一个浮点变量的32位全部设置为1来产生，如下所示：

float nan_val = 0xffffffff;

此外，您可以通过检查与自身的比较是否失败来显式比较浮点变量是否为-nan。

if (nan_val != nan_val) {
// executes iff nan_val is -nan
}

这种比较方法应该适用于使用 IEEE 浮点数的编译器。