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std::frexp, std::frexpf, std::frexpl

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分类
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定义在头文件 <cmath>
(1)
float       frexp ( float num, int* exp );

double      frexp ( double num, int* exp );

long double frexp ( long double num, int* exp );
(直到 C++23)
constexpr /* 浮点类型 */
            frexp ( /* 浮点类型 */ num, int* exp );
(自 C++23 起)
float       frexpf( float num, int* exp );
(2) (自 C++11 起)
(自 C++23 起为 constexpr)
long double frexpl( long double num, int* exp );
(3) (自 C++11 起)
(自 C++23 起为 constexpr)
额外的重载 (自 C++11 起)
定义在头文件 <cmath>
template< class Integer >
double      frexp ( Integer num, int* exp );
(A) (自 C++23 起为 constexpr)
1-3) 将给定的浮点值 num 分解为一个归一化的分数和一个以 2 为底的整数指数。 库为所有 cv 无限定浮点类型提供了 std::frexp 的重载,作为参数 num 的类型。 (自 C++23 起)
A) 为所有整数类型提供额外的重载,这些类型被视为 double.
(自 C++11 起)

内容

[编辑] 参数

num - 浮点数或整数
exp - 指向用于存储指数的整数的指针

[编辑] 返回值

如果 num 为零,则返回零并将零存储在 *exp 中。

否则(如果 num 不为零),如果未发生错误,则返回范围 (-1, -0.5], [0.5, 1) 中的值 x,并将一个整数值存储在 *exp 中,使得 x×2(*exp)
== num
.

如果要存储在 *exp 中的值超出 int 的范围,则行为未定义。

[编辑] 错误处理

此函数不受 math_errhandling 中指定的任何错误的影响。

如果实现支持 IEEE 浮点数算术 (IEC 60559),

  • 如果 num 为 ±0,则返回未修改的值,并将 0 存储在 *exp 中。
  • 如果 num 为 ±∞,则返回该值,并将一个未定义的值存储在 *exp 中。
  • 如果 num 为 NaN,则返回 NaN,并将一个未定义的值存储在 *exp 中。
  • 不会引发浮点异常。
  • 如果 FLT_RADIX 为 2(或 2 的幂),则返回的值是精确的,当前舍入模式 被忽略。

[编辑] 注释

在二进制系统(其中 FLT_RADIX2)中,std::frexp 可以实现为

{
    *exp = (value == 0) ? 0 : (int)(1 + std::logb(value));
    return std::scalbn(value, -(*exp));
}

函数 std::frexp 与其对偶函数 std::ldexp 一起,可用于在不进行直接位操作的情况下操作浮点数的表示。

不需要完全按照 (A) 提供额外的重载函数。这些重载函数只需要足够保证对于整数类型的参数 numstd::frexp(num, exp) 的效果与 std::frexp(static_cast<double>(num), exp) 相同。

[编辑] 示例

比较不同的浮点数分解函数

#include <cmath>
#include <iostream>
#include <limits>
 
int main()
{
    double f = 123.45;
    std::cout << "Given the number " << f << " or " << std::hexfloat
              << f << std::defaultfloat << " in hex,\n";
 
    double f3;
    double f2 = std::modf(f, &f3);
    std::cout << "modf() makes " << f3 << " + " << f2 << '\n';
 
    int i;
    f2 = std::frexp(f, &i);
    std::cout << "frexp() makes " << f2 << " * 2^" << i << '\n';
 
    i = std::ilogb(f);
    std::cout << "logb()/ilogb() make " << f / std::scalbn(1.0, i)
              << " * " << std::numeric_limits<double>::radix
              << "^" << std::ilogb(f) << '\n';
}

可能的输出

Given the number 123.45 or 0x1.edccccccccccdp+6 in hex,
modf() makes 123 + 0.45
frexp() makes 0.964453 * 2^7
logb()/ilogb() make 1.92891 * 2^6

[编辑] 参见

(C++11)(C++11)
将一个数乘以 2 的整数次幂
(函数) [编辑]
(C++11)(C++11)(C++11)
提取数字的指数
(函数) [编辑]
(C++11)(C++11)(C++11)
提取数字的指数
(函数) [编辑]
(C++11)(C++11)
将一个数分解为整数部分和小数部分
(函数) [编辑]
C 文档 对于 frexp