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c++ - 浮点负无穷大的 std::exp 为 Visual C++ 2013 中的 x64 构建返回负无穷大

coder 2023-11-14 原文

使用 std::exp 计算 e^-infinity 在使用无穷大的浮点表示和构建 x64 二进制文件时返回 -infinity使用 Visual C++ 2013。我希望它返回 0，这是 Win32 版本或采用 double 的 std::exp 版本的情况。

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;
}

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"

以上输出:

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

为什么会这样？

最佳答案

我通常会说这是某种描述的错误，因为 C++11 遵从 C99 的 cmath 功能，而 C99 在 F.9.3.1 中明确说明exp(−∞) 返回 +0。但是，请记住，标准的附件中指出:

An implementation that defines __STDC_IEC_559__ shall conform to the specifications in this annex.

在 MSVC 中，该宏似乎未在 32 位或 64 位模式下定义，因此它可能不是错误，您可能运气不好。在 /fp:strict 和 /fp:precise 之间更改浮点模式也不会使事情变得更好。

在所有情况下，结果似乎在 32 位和 64 位目标之间有所不同，并且根据仅声明 exp 将计算 base-e 指数的标准x 貌似对how没有要求，好像还可以。

如果您想要快速修复，使用 pow 函数似乎可以生成正确的结果:

#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;

无论您使用的是 64-bit/32-bit、debug/release 还是 fp:precise/fp:strict，这都会为两行生成零 但是，这是否能保证，我不能说。

关于c++ - 浮点负无穷大的 std::exp 为 Visual C++ 2013 中的 x64 构建返回负无穷大，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/32732016/

amp43codeinfinitystdc++visual-c++

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