如何处理浮动溢出？答案

【问题标题】：How to handle a float overflow?如何处理浮动溢出？
【发布时间】：2023-03-04 01:23:01
【问题描述】：

如果一个值发生浮点溢出，我想将它设置为零，像这样......

m_speed += val;
if ( m_speed > numeric_limits<float>::max()) { // This might not even work, since some impls will wraparound after previous line
  m_speed = 0.f
}

但是一旦将val 添加到m_speed，就已经发生了溢出（我假设如果我添加if (( m_speed + val ) > ..) 也会出现同样的问题。

如何检查以确保将发生溢出而不导致溢出？

【问题讨论】：

标签： c++ error-handling floating-point overflow

【解决方案1】：

你可以这样做：

if (numeric_limits<float>::max() - val < m_speed)
{
    m_speed = 0;
}
else
{
    m_speed += val;
}

另一种方法可能是：

m_speed += val;
if (m_speed == numeric_limits<float>::infinity())
    m_speed = 0;

但请记住，当溢出实际发生时，结果是未定义的行为。因此，虽然这可能适用于大多数机器，但不能保证。你最好在它发生之前抓住它。

因为一开始读起来并不简单，所以我将它包装成一个函数：

template <typename T>
bool will_overflow(const T& pX, const T& pValue, 
                    const T& pMax = std::numeric_limits<T>::max())
{
    return pMax - pValue < pX;
}

template <typename T>
bool will_underflow(const T& pX, const T& pValue, 
                    const T& pMin = std::numeric_limits<T>::min())
{
    return pMin + pValue > pX;
}

m_speed = will_overflow(m_speed, val) ? 0 : m_speed + val;

【讨论】：

【解决方案2】：

如果您超过FLT_MAX，那么您的浮点值将变为INF，您可以明确地对此进行测试，例如

#include <iostream>
#include <cfloat>
#include <cmath>

using namespace std;

int main(void)
{
    float f1 = FLT_MAX;
    float f2 = f1 * 1.001f;
    cout << "f1 = " << f1 << ", f2 = " << f2 << endl;
    cout << "isinf(f1) = " << isinf(f1) << ", isinf(f2) = " << isinf(f2) << endl;
    return 0;
}

【讨论】：

+/-Inf 与 NaN 不同
@Axel：好点 - 我不应该将两者混为一谈 - 我倾向于将 INF 视为一种 NaN，但 IEEE-754 将它们视为不同的实体。