C++ 学习 ------cmath 头文件的源码学习 03

作者：桑榆

2022 年 9 月 10 日
广东
本文字数：1300 字
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续接上文：https://xie.infoq.cn/article/85781c0fbe1ca49725e5d81e7

cmath 头文件中宏函数 isnan、isnormal、signbit 实现

宏函数定义---分类函数

isnan--判断数据是否是一个 number

还是之前的例子，判断是否是一个合法的实数：

  printf ("isnan(0.0)       : %d\n",isnan(0.0));  printf ("isnan(1.0/0.0)   : %d\n",isnan(1.0/0.0));  printf ("isnan(-1.0/0.0)  : %d\n",isnan(-1.0/0.0));  printf ("isnan(sqrt(-1.0)): %d\n",isnan(sqrt(-1.0)));  //测试结果isnan(0.0)       : 0isnan(1.0/0.0)   : 0isnan(-1.0/0.0)  : 0isnan(sqrt(-1.0)): 1

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我们来看看函数实现：

 28 int __isnanf(float x)                                                                29 {                       30     int32_t ix;                                          31     GET_FLOAT_WORD(ix,x);                                 32     ix &= 0x7fffffff;                                    33     ix = 0x7f800000 - ix;                                  34     return (int)(((uint32_t)(ix))>>31);                 35 }

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有了前面的经验，我们可以很直接得看出，先截取指数域与小数域，ix = 0x7f800000 - ix，得到指数域差值和负的小数域，转换成 uint32_t 是为了右移运算时左边补 0,此时右移 31 位，实际上是为了检测符号位，也即是前面相减的过程是否溢出得到了负数，即在指数域为 11111111 时，小数域还有数据，就会导致减出负数，最后判断时符号位为 1,判断为 NAN，这个也是 IEEE754 的规定：指数域 11111111,小数域有数据表示非法；小数域无数据表示无穷，根据符号位确定是正无穷还是负无穷。

isnormal---判断数据是否是一个非 0 正常数（非 0 正常浮点数）

直接来看代码,实际上调用了 fpclassify 接口，判断返回值是否是 FP_NORMAL，实现逻辑也比较简单：

 999 /* Return nonzero value if X is neither zero, subnormal, Inf, nor NaN.  */    1000 # if (__GNUC_PREREQ (4,4) && !defined __SUPPORT_SNAN__) \    1001      || __glibc_clang_prereq (2,8)   1002 #  define isnormal(x) __builtin_isnormal (x)1003 # else                                      1004 #  define isnormal(x) (fpclassify (x) == FP_NORMAL)1005 # endif

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signbit---返回输入数 x 的符号是否是负号

看一下之前的例子，一个非 0 数的符号为负时返回 true,其余情况返回 false：

  printf ("signbit(0.0)       : %d\n",signbit(0.0));  printf ("signbit(1.0/0.0)   : %d\n",signbit(1.0/0.0));  printf ("signbit(-1.0/0.0)  : %d\n",signbit(-1.0/0.0));  printf ("signbit(sqrt(-1.0)): %d\n",signbit(sqrt(-1.0)));  //测试结果  signbit(0.0) : 0   signbit(1.0/0.0) : 0   signbit(-1.0/0.0) : 1   signbit(sqrt(-1.0): 1

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看下代码实现：这里需要我们了解一下 GCC 内建函数的知识https://blog.csdn.net/weixin_46804051/article/details/125134414

我们来看看 GCC 代码中的定义模块：https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/help/gcc.git/