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std:: ilogb, std:: ilogbf, std:: ilogbl

From cppreference.net
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(C++11)
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Macro constants
定义于头文件 <cmath>
(1)
int ilogb ( float num ) ;

int ilogb ( double num ) ;

int ilogb ( long double num ) ;
(C++11 起)
(C++23 前)
constexpr int ilogb ( /* 浮点类型 */ num ) ;
(C++23 起)
int ilogbf ( float num ) ;
(2) (C++11 起)
(C++23 起 constexpr)
int ilogbl ( long double num ) ;
(3) (C++11 起)
(C++23 起 constexpr)
#define FP_ILOGB0   /* 由实现定义 */
(4) (C++11 起)
#define FP_ILOGBNAN /* 由实现定义 */
(5) (C++11 起)
定义于头文件 <cmath>
template < class Integer >
int ilogb ( Integer num ) ;
(A) (C++11 起)
(C++23 起 constexpr)
1-3) 从浮点参数 num 中提取无偏指数值,并将其作为有符号整数值返回。 库为所有 cv 未限定浮点类型提供了 std::ilogb 的重载,作为参数 num 的类型。 (since C++23)
4) 展开为整型常量表达式,其值为 INT_MIN - INT_MAX
5) 展开为整型常量表达式,其值为 INT_MIN + INT_MAX
A) 为所有整数类型提供了额外的重载,这些类型将被视为 double

形式上,对于非零的 num ,无偏指数是指 log r |num| 的整数部分作为有符号整数值,其中 r std:: numeric_limits < T > :: radix ,而 T num 的浮点类型。

目录

参数

num - 浮点数或整数值

返回值

若无错误发生,将返回 num 的无偏指数作为有符号整型值。

如果 num 为零,则返回 FP_ILOGB0

如果 num 为无穷大,则返回 INT_MAX

如果 num 是 NaN,则返回 FP_ILOGBNAN

如果正确结果大于 INT_MAX 或小于 INT_MIN ,则返回值是未指定的。

错误处理

错误报告方式遵循 math_errhandling 中的规范。

num 为零、无穷大或NaN时,可能出现定义域错误或值域错误。

如果正确结果大于 INT_MAX 或小于 INT_MIN ,则可能出现定义域错误或值域错误。

如果实现支持 IEEE 浮点算术 (IEC 60559),

注释

如果 num 不是零、无穷大或 NaN,返回值完全等同于 static_cast < int > ( std:: logb ( num ) )

POSIX要求 ,如果 num 为零、无穷大、NaN,或者正确结果超出 int 的范围,则会发生定义域错误。

POSIX 还要求,在符合 XSI 标准的系统中,当正确结果大于 INT_MAX 时返回的值为 INT_MAX ,当正确结果小于 INT_MIN 时返回的值为 INT_MIN

在所有已知实现中,正确结果可以表示为 int 。要发生溢出,必须满足 INT_MAX 小于 LDBL_MAX_EXP * std:: log2 ( FLT_RADIX ) INT_MIN 大于 LDBL_MIN_EXP - LDBL_MANT_DIG ) * std:: log2 ( FLT_RADIX )

std::ilogb 返回的指数值总是比 std::frexp 返回的指数小 1,这是因为两者的归一化要求不同:对于 std::ilogb 返回的指数 e |num*r -e
|
的取值范围在 1 r 之间(通常为 1 2 ),而对于 std::frexp 返回的指数 e |num*2 -e
|
的取值范围在 0.5 1 之间。

额外的重载并不需要完全按照 (A) 的形式提供。它们只需确保对于整数类型的实参 num std :: ilogb ( num ) 具有与 std :: ilogb ( static_cast < double > ( num ) ) 相同的效果。

示例

比较不同的浮点数分解函数:

#include <cfenv>
#include <cmath>
#include <iostream>
#include <limits>
// #pragma STDC FENV_ACCESS ON
int main()
{
    double f = 123.45;
    std::cout << "给定数值 " << f << " 或十六进制格式 " << std::hexfloat
              << f << std::defaultfloat << ",\n";
    double f3;
    double f2 = std::modf(f, &f3);
    std::cout << "modf() 生成 " << f3 << " + " << f2 << '\n';
    int i;
    f2 = std::frexp(f, &i);
    std::cout << "frexp() 生成 " << f2 << " * 2^" << i << '\n';
    i = std::ilogb(f);
    std::cout << "logb()/ilogb() 生成 " << f / std::scalbn(1.0, i) << " * "
              << std::numeric_limits<double>::radix
              << "^" << std::ilogb(f) << '\n';
    // 错误处理
    std::feclearexcept(FE_ALL_EXCEPT);
    std::cout << "ilogb(0) = " << std::ilogb(0) << '\n';
    if (std::fetestexcept(FE_INVALID))
        std::cout << "    触发了 FE_INVALID 异常\n";
}

可能的输出:

给定数值 123.45 或十六进制格式 0x1.edccccccccccdp+6,
modf() 生成 123 + 0.45
frexp() 生成 0.964453 * 2^7
logb()/ilogb() 生成 1.92891 * 2^6
ilogb(0) = -2147483648
    触发了 FE_INVALID 异常

参见

(C++11) (C++11)
将数字分解为有效数字和以 2 为底的指数
(函数)
(C++11) (C++11) (C++11)
提取数字的指数
(函数)
(C++11) (C++11) (C++11) (C++11) (C++11) (C++11)
将数字乘以 FLT_RADIX 的指定次幂
(函数)
C 文档 关于 ilogb