Question

我试图了解C中的浮点精度。我在math.h函数中尝试升级和降级时遇到了这个问题。

在下面的程序中，我得到了一个使用long double的第一个等式的-nan和第二个得到的结果。我不懂为什么。如果带有长双精度的pow(x,y)返回-nan，为什么(pow(x,y) - z)长双精度会返回正确的结果？

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

/* equation from xkcd: e to the pi minus pi is 19.999099979 */
int main(void)
{
    printf("f  %#.9f\n",
           pow(2.71828182846F, 3.14159265359F));
    printf("f  %#.9f\n",
           pow(2.71828182846F, 3.14159265359F) - 3.14159265359F);
    printf("d  %#.9lf\n",
           pow(2.71828182846, 3.14159265359));
    printf("d  %#.9lf\n",
           pow(2.71828182846, 3.14159265359) - 3.14159265359);
    printf("ld %#.9Lf\n",
           pow(2.71828182846L, 3.14159265359L));
    printf("ld %#.9Lf\n",
           pow(2.71828182846L, 3.14159265359L) - 3.14159265359L);
    return 0;
}

output:
f  23.140692448
f  19.999099707
d  23.140692633
d  19.999099979
ld -nan
ld 19.999099979

Answer 1

如果格式说明符与传递给printf ^（a）的参数的数据类型不匹配，则为未定义的行为。

如果您使用的是合适的编译器，它会警告您：

myprog.c:15:12: warning: format '%Lf' expects argument of type
    'long double', but argument 2 has type 'double' [-Wformat=]
     printf("ld %#.9Lf\n",
            ^

解决方案是确保参数是的正确类型，以通过强制转换来匹配格式：

printf("ld %#.9Lf\n", (long double)pow(2.71828182846L, 3.14159265359L));

或者，更好的是：

printf("ld %#.9Lf\n", powl(2.71828182846L, 3.14159265359L));

后者是首选，因为前者可能^（b）涉及精度损失。

^（a）请参阅C11 7.21.6 Formatted input/output functions /9了解＆＃34;未定义的行为＆＃34;规格：

如果任何参数不是相应转换规范的正确类型，则行为未定义。

同一部分的

和/7表示%Lf的类型要求：

L 指定以下a，A，e，E，f，{ {1}}，F或g转换说明符适用于 long double 参数。

^（b） 5月， 因为标准规定了每个＆＃34;较小的＆＃34;浮点类型是下一个＆＃34;更大＆＃34;的一个子集。类型。由于子集（与正确的子集相对）意味着＆＃34;较小或等于超集＆＃34;，因此double和long double可能是完全相同的底层类型。

然而，假设它是一个合适的子集是更安全的，因为你在这个假设中并没有真正失去任何东西。

Answer 2

这是paxdiablo指出的未定义行为。以下是我的编译器显示的警告示例：

$ ./main 
f  23.140692448
f  19.999099707
d  23.140692633
d  19.999099979
ld -0.000000000
ld 19.999099979

这是一个NaN没有出现的例子：

{{1}}

nan使用math.h函数的long double返回

2 个答案: