浮点异常值:NAN,QNAN,SNAN

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32位浮点数在机器中的表示按照IEEE的标准是这样的:

   +------+----------------+-------------------------------+   
   | 1bit    |   8bit               |         23bit                            |   
   +------+----------------+-------------------------------+

其中:1bit表示符号位(0表示正,1表示负),8bit表示指数(0~255,实际指数取值还要减去127,即指数取值区间为-127~128),23bit表示尾数。

这里所要说的浮点异常值就是这种表示产生的几种特殊值,IEEE规定根据指数和尾数的不同分别可表示如下几种特殊值:

1. 零值:按上述的浮点表述形式如果指数部分全部为0,并且尾数全部为0,则表示为浮点0.0,并且规定-0 = +0

2. 非规格化值:如果指数全部为0,尾数非0,则表示非规格化的值,16进制看到的就是[80xxxxxx]h或者[00xxxxxx]h

3. 无穷值:如果指数全部为1,尾数全部为0,则根据符号位分别表示正无穷大和负无穷大,16进制看到的就是[FF800000]h或者[7F800000]h

4. NAN:主角来了,如果指数全部为1,尾数非0,则表示这个值不是一个真正的值(Not A Number)。NAN又分成两类:QNAN(Quiet NAN)和SNAN(Singaling NAN)。QNAN与SNAN的不同之处在于,QNAN的尾数部分最高位定义为1,SNAN最高位定义为0;QNAN一般表示未定义的算术运算结果,最常见的莫过于除0运算;SNAN一般被用于标记未初始化的值,以此来捕获异常。

那么既然NAN不是一个真实的数值,在程序如何判断变量是否变成了NAN呢?大部分语言中针对NAN值都有一系列的函数定义,C语言中最常见的三个函数:

_isnan(double x);                  //判断是否为NAN

_finite(double x);                  //判读是否为无穷大

_fpclass(double x);                //返回一系列的定义值,如:_FPCLASS_QNAN, _FPCLASS_SNAN,具体参考MSDN


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