转：浮点数环境 cfenv（fenv.h）

https://blog.csdn.net/lion_hbeu/article/details/24013095

在编写高精度浮点运算程序时，需要对浮点环境进行控制并捕获浮点环境异常。cfenv头文件定义了对浮点环境控制及异常相关的函数和宏。

注记

FENV_ACCESS

#pragma STDC FENV_ACCESS on //设置该参数表示可以访问浮点运算异常的状态值

#pragma STDC FENV_ACCESS off //设置该参数表示禁止访问浮点运算异常的状态值

浮点数异常处理

函数

/* 清除EXCEPTS表示的异常状态 */

int feclearexcept (int __excepts);

/* 产生由EXCEPTS表示的异常 */

int feraiseexcept (int __excepts) ;

/* 将实现定义的异常标志EXCEPTS保存到FLAGP所指的对象中 */

int fegetexceptflag (fexcept_t *__flagp, int __excepts) ;

/* 根把EXCEPTS异常标志设置为FLAGP所指对象中的值 */

int fesetexceptflag (__const fexcept_t *__flagp, int __excepts) ;

/* 确定EXCEPTS指示的各个异常中有哪个异常子集被设置了 */

int fetestexcept (int __excepts) ;

宏（int类型）

FE_INEXACT 精度丢失

FE_DIVBYZERO 除数为0

FE_UNDERFLOW 结果向下溢出

FE_OVERFLOW 结果向上溢出

FE_INVALID 无效的运算

FE_ALL_EXCEPT 所有被支持的异常的按位或

示例1

    #include <stdio.h> /* printf */
    #include <fenv.h> /* fegetround, FE_* */
    #include <math.h> /* rint */

    void show_all_except(void);

    int main ()
    {
   　　 show_all_except();
    　　double d = 1e-40;
　　    float f;
　　    f = d;//这种精度丢失在编译过程中编译器编译不会提示，运行也没有问题
　　    show_all_except();
　　    return 0;
    }
     
    void show_all_except(void)
    {
　　    //设置该参数表示可以访问浮点运算异常的状态值
　　    #pragma STDC FENV_ACCESS ON
　　    //获取所有可能的异常
　　    int res = fetestexcept(FE_ALL_EXCEPT);
     
　　    printf( "Status: " );
　　    if(res & FE_INEXACT)//判断是否有精度损失的异常
　　    {
　　　　    printf( " inexact ");
　　    }
　　
    　　if(res & FE_UNDERFLOW)//判断是否有下溢
　　    {
　　　　    printf( " underflow ");
　　    }

　　    if(res & FE_OVERFLOW)//判断是否有上溢
　　    {
   　　　　 printf( " overflow ");
   　　 }
   
　　 　 if(res & FE_DIVBYZERO)//判断是否有被0除
   　　 {
   　　　　 printf( " zero-divide ");
   　　 }
    

　　　　if(res & FE_INVALID)//判断是否有不合法的浮点运算
    　　{
　　　　    printf( " invalid ");
    　　}

    printf( " 
 ");
    }

运行结果

Status:
Status: inexact underflow

高精度编程时，可以通过这些函数检查是否存在异常，并进行相应处理。

舍入控制

函数

/* 获得当前的舍入方向，表示为一个舍入方向宏值 */

int fegetround (void) ;

/* 设置舍入方向，成功时返回0 */

int fesetround (int __rounding_direction) ;

宏（int类型）

FE_TONEAREST 最近舍入
FE_UPWARD 向正无穷大(+Inf)舍入
FE_DOWNWARD 向负无穷大(-Inf)舍入
FE_TOWARDZERO 向0舍入

示例2

    #include <stdio.h> /* printf */
    #include <fenv.h> /* fegetround, FE_* */
    #include <math.h> /* rint */

    void printfRounding();
    int main ()
    {
        printfRounding();
        printf ( "rint (2.49) = %.1f
", rint(2.49) );
        printf ( "rint (3.50) = %.1f
", rint(3.50) );
        fesetround(FE_TOWARDZERO);
        printfRounding();
        printf ( "rint (2.49) = %.1f
", rint(2.49) );
        printf ( "rint (3.50) = %.1f
", rint(3.50) );
    
        return 0;
    }

    void printfRounding()
    {
        printf ("now rounding using: ");
        switch (fegetround()) {
        case FE_DOWNWARD: printf ("downward"); break;
        case FE_TONEAREST: printf ("to-nearest"); break;
        case FE_TOWARDZERO: printf ("toward-zero"); break;
        case FE_UPWARD: printf ("upward"); break;
        default: printf ("unknown");
        printf("
");
    }

运行结果：

now rounding using: to-nearest
rint (2.49) = 2.0
rint (3.50) = 4.0
now rounding using: toward-zero
rint (2.49) = 2.0
rint (3.50) = 3.0

浮点数环境

函数

/* 获取当前的浮点数环境，并保存在ENVP所指的对象中 */
int fegetenv (fenv_t *__envp) ;
/* 设置浮点数环境 */
int fesetenv (__const fenv_t *__envp);
/* 将当前浮点数环境保存到ENVP所指对象中，清除异常标志，然后安装一个无异常的浮点数环境 */
int feholdexcept (fenv_t *__envp) ;
/*没整明白*/
int feupdateenv (__const fenv_t *__envp) ;

类型

fenv_t 表示浮点数环境的类型

fexcept_t 表示浮点数异常标志（这个标志保存了浮点数的状态）的类型

宏（fenv_t *指针类型）

FE_DFL_ENV 表示浮点数环境的缺省值（用于需要fenv_t参数的函数中）

示例3:（本示例中用到了两个打印函数分别在示例1、示例2中定义）

    #include <stdio.h> /* printf */
    #include <fenv.h> /* fegetround, FE_* */
    #include <math.h> /* rint */

    void printfRounding();
    void show_all_except(void);

    int main ()
    {
        fenv_t fe;
        printfRounding();//打印当前Rounding规则
        show_all_except();//打印当前异常状态

        fesetround(FE_TOWARDZERO);//设置Rounding规则为向0靠近
        feraiseexcept(FE_INEXACT);//注册一个精度丢失异常
        printfRounding();//重新打印当前Rounding规则
        show_all_except();//重新打印当前异常状态

        fegetenv(&fe);//获取当前浮点环境
        fesetenv(FE_DFL_ENV);//设置浮点环境为默认值
        printfRounding();//重新打印当前Rounding规则
        show_all_except();//重新打印当前异常状态

        fesetenv(&fe);//设置浮点环境为上次保存的浮点环境
        printfRounding();//重新打印当前Rounding规则
        show_all_except();//重新打印当前异常状态

        feraiseexcept(FE_OVERFLOW);//注册一个结果向上溢出异常
        feholdexcept(&fe);//保存当前浮点环境，并清除所有异常
        printfRounding();//重新打印当前Rounding规则
        show_all_except();//重新打印当前异常状态

        fesetenv(&fe);//设置浮点环境为上次保存的浮点环境
        printfRounding();//重新打印当前Rounding规则
        show_all_except();//重新打印当前异常状态

        return 0;
    }

运行结果

now rounding using: to-nearest
Status:
now rounding using: toward-zero
Status: inexact
now rounding using: to-nearest
Status:
now rounding using: toward-zero
Status: inexact
now rounding using: toward-zero
Status:
now rounding using: toward-zero
Status: inexact overflow