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

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

double      frexp ( double num, int* exp );

long double frexp ( long double num, int* exp );
(C++23 前)
constexpr /* 浮点类型 */
            frexp ( /* 浮点类型 */ num, int* exp );
(C++23 起)
float       frexpf( float num, int* exp );
(2) (C++11 起)
(constexpr C++23 起)
long double frexpl( long double num, int* exp );
(3) (C++11 起)
(constexpr C++23 起)
额外的重载 (C++11 起)
在头文件 <cmath> 中定义
template< class Integer >
double      frexp ( Integer num, int* exp );
(A) (constexpr C++23 起)
1-3) 将给定的浮点值 num 分解为归一化的小数和 2 的积分指数。 库为所有 cv 限定的浮点类型提供了 std::frexp 的重载,作为形参 num 的类型。(C++23 起)
A) 为所有整数类型提供了额外的重载,它们被视为 double
(C++11 起)

目录

[edit] 参数

num - 浮点值或整数值
exp - 指向整数值的指针,用于存储指数

[edit] 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),如果没有错误发生,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,则行为未指定。

[edit] 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 浮点算术 (IEC 60559),

  • 如果 num 为 ±0,则返回它,不修改,并将 0 存储在 *exp 中。
  • 如果 num 为 ±∞,则返回它,并将未指定的值存储在 *exp 中。
  • 如果 num 为 NaN,则返回 NaN,并将未指定的值存储在 *exp 中。
  • 不引发浮点异常。
  • 如果 FLT_RADIX 为 2(或 2 的幂),则返回的值是精确的,当前的舍入模式将被忽略。

[edit] 注解

在二进制系统上(其中 FLT_RADIX2),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,可用于操作浮点数的表示形式,而无需直接进行位操作。

额外的重载不需要完全按照 (A) 的形式提供。它们只需要足以确保对于整数类型的参数 numstd::frexp(num, exp) 具有与 std::frexp(static_cast<double>(num), exp) 相同的效果。

[edit] 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

[edit] 参见

(C++11)(C++11)
将数字乘以 2 的整数次幂
(函数) [edit]
(C++11)(C++11)(C++11)
提取数字的指数
(函数) [edit]
(C++11)(C++11)(C++11)
提取数字的指数
(函数) [edit]
(C++11)(C++11)
将数字分解为整数和分数部分
(函数) [edit]
C 文档 关于 frexp