为什么这不会产生双下溢？

Question

谁能解释为什么此代码段不会产生下溢异常（在 MSVC 2013 和 gcc @coliru 上）？平均函数返回的值低于 DBL_MIN.

#include <float.h>
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <limits>

const size_t g_testValueCount = 10;
const double g_testValues[g_testValueCount] = { DBL_MIN, 0 };

double unsafeAverage(const double* testValues, size_t testValueCount)
{
    double result = 0;
    for (size_t testValueIndex = 0; testValueIndex < testValueCount; ++testValueIndex)
    {
        result += testValues[testValueIndex];
    }
    return result / testValueCount;
}

int main(int argc, char** argv)
{
    std::cout << "DBL_MIN = " << std::setprecision(std::numeric_limits<double>::digits10) << DBL_MIN << std::endl;
    try
    {
        std::cout << "    AVG = " << std::setprecision(std::numeric_limits<double>::digits10) << unsafeAverage(g_testValues, g_testValueCount) << std::endl;
    }
    catch (...)
    {
        std::cout << "unsafeAverage caught an exception!" << std::endl;
    }
    return 0;
}

Answer 1

您没有捕捉到下溢异常的两个主要原因：

浮点数异常不是 C++ 异常，因此 ¹ 通常您不能用 catch(...).
MSVC 的默认浮点下溢行为（大概是 Coliru 上的 g++）是产生非正规值，即零。非正规是低于普通最小值的值，具有较少的有效位。随着有效位数变为零，您将得到一个实际的零。

对于 C++11 及更高版本，您可以通过 C99 fetestexcept 函数检查浮点错误。

这是为使用此类检查而重写的代码：

#include <float.h>
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <limits>
#include <limits.h>
using namespace std;

#include <fenv.h>

const size_t g_testValueCount = 10;
const double g_testValues[g_testValueCount] = { DBL_MIN, 0 };

auto unsafeAverage( const double* const testValues, int const testValueCount )
    -> double
{
    double result = 0;
    for( int i = 0; i < testValueCount; ++i )
    {
        result += testValues[i];
    }
    return result / testValueCount;
}

auto main() -> int
{
    cout  << setprecision( numeric_limits<double>::digits10 );
    cout << "DBL_MIN = " << DBL_MIN << endl;
    try
    {
        feclearexcept( FE_ALL_EXCEPT );
        auto const result = unsafeAverage(g_testValues, g_testValueCount);
        if( fetestexcept(FE_ALL_EXCEPT ) )
        {
            throw std::runtime_error( "Oopsie daisy!" );
        }
        cout << "    AVG = " << result << endl;
    }
    catch( ... )
    {
        cerr << "!unsafeAverage caught an exception" << endl;
        return EXIT_FAILURE;
    }
}

^{备注：

¹ 尽管 Visual C++ 在 1990 年代将其作为语言扩展}

Answer 2

假设您使用的是 C++11 或更新版本，您可以使用 fetestexcept 函数测试浮点异常。通过将 FE_UNDERFLOW 常量传递给函数来测试下溢异常。

为什么这不会产生双下溢？

Why doesn't this produce a double underflow?

c++

precision

double