SIGFPE诡计

Question

我重复了两次相同的计算，但是在一个中，我得到了一个浮点异常，而另一个没有。

#include <iostream>
#include <cmath>
#include <fenv.h>

using namespace std;

int main(void)
{
  feenableexcept(-1);

  double x,y,z;

  x = 1.0;

  y = (1.0/(24.3*24.0*3600.0))*x;
  cout << "y = " << y << endl;

  z = x/(24.3*24.0*3600.0);
  cout << "z = " << z << endl;

  return 0;
}

我在g++和clang++上测试了它，并得到了以下两个输出

y = 4.76299e-07
Floating point exception

到底怎么回事？

Answer 1

问题在于

feenableexcept(-1);

这组FPE例外适用于所有可能的情况，包括不精确的结果(在浮点操作中非常常见)。您真的不应该在这里使用数字，而是使用提供的宏来设置您想要的位。

代用

feenableexcept(FE_INVALID   | 
               FE_DIVBYZERO | 
               FE_OVERFLOW  | 
               FE_UNDERFLOW);

帮我解决了这个问题。

什么时候

feenableexcept(FE_INVALID   | 
               FE_DIVBYZERO | 
               FE_OVERFLOW  | 
               FE_UNDERFLOW |
               FE_INEXACT);

是的，SIGFPE会回来的。这表明FE_INEXACT是问题的根源。

第一次计算没有给出SIGFPE的原因是，该除法已经在编译时完成(结果不准确)。在运行时，只执行乘法，这不会带来额外的不精确性。

Answer 2

这是FE_INEXACT的例外。

这意味着x乘以编译时计算的常数1/(24.3*24.0*3600.0)不能在不损失精度的情况下转换为双倍。

第一个操作不会引发此异常，因为x是1.0，它具有精确的表示形式，并且在编译时常量已经转换为某种(不精确)的双重表示。

由于浮点异常处理不是标准化的，因此在其他编译器/平台上可能不会注意到这一点。

#include <iostream>
#include <cmath>
#include <fenv.h>

using namespace std;

int main(void)
{
  feenableexcept(FE_INEXACT); // comment this line out and the exception is gone

  double x,y,z;

  x = 1.0;

  y = (1.0/(24.3*24.0*3600.0))*x;
  cout << "y = " << y << endl;
  z = x/(24.3*24.0*3600.0);      // <-- FE_INEXACT exception
  cout << "z = " << z << endl;

  return 0;
}

默认情况下，此异常显然是禁用的，否则根本无法执行任何浮点计算。