SIGFPE Shenanigans

Question

我重复相同的计算两次，但在一次我得到一个浮点异常，而在另一个我没有。

#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，并在两者中得到了以下输出

y = 4.76299e-07
Floating point exception

这是怎么回事？

Answer 1

这是FE_INEXACT异常。
这意味着x乘以在编译时计算的常数1/(24.3*24.0*3600.0) ，不能在不损失精度的情况下转换为double。

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，并且该常量在编译时已经转换为某个（不精确的）双重表示。

由于浮点异常处理未标准化，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，此异常显然已禁用，否则您根本无法进行任何浮点计算。

Answer 2

问题在于

feenableexcept(-1);

所有可能情况的这组FPE异常包括不精确的结果（在浮点运算中非常常见）。 你真的不应该在这里使用数字，而是使用提供的宏来设置你想要的位。

替换为

feenableexcept(FE_INVALID   | 
               FE_DIVBYZERO | 
               FE_OVERFLOW  | 
               FE_UNDERFLOW);

为我解决了这个问题。

什么时候

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

给出，SIGFPE将返回。 这表明FE_INEXACT是问题的根本原因。

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