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std::ldexp, std::ldexpf, std::ldexpl

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定义于头文件 <cmath>
(1)
float       ldexp ( float num, int exp );

double      ldexp ( double num, int exp );

long double ldexp ( long double num, int exp );
(直至 C++23)
constexpr /* floating-point-type */
            ldexp ( /* floating-point-type */ num, int exp );
(C++23 起)
float       ldexpf( float num, int exp );
(2) (C++11 起)
(constexpr since C++23)
long double ldexpl( long double num, int exp );
(3) (C++11 起)
(constexpr since C++23)
额外重载 (自 C++11 起)
定义于头文件 <cmath>
template< class Integer >
double      ldexp ( Integer num, int exp );
(A) (C++11 起)
(constexpr since C++23)
1-3) 将浮点值 num 乘以 2 的 exp 次幂。 库为所有 cv-不限定的浮点类型(作为参数 num 的类型)提供了 std::ldexp 的重载。(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

[编辑] 参数

num - 浮点值或整数值
exp - 整数值

[编辑] 返回值

若无错误发生,返回 num 乘以 2 的 exp 次幂(num×2exp
)。

如果发生溢出导致的范围错误,返回 ±HUGE_VAL±HUGE_VALF±HUGE_VALL

如果发生因下溢导致的范围错误,返回正确的结果(舍入后)。

[编辑] 错误处理

错误按 math_errhandling 指定的方式报告。

如果实现支持 IEEE 浮点运算 (IEC 60559),

  • 除非发生范围错误,FE_INEXACT 从不被引发(结果是精确的)。
  • 除非发生范围错误,当前的舍入模式被忽略。
  • num 为 ±0,则返回它,不修改。
  • num 为 ±∞,则返回它,不修改。
  • exp 为 0,则返回 num,未修改。
  • num 为 NaN,则返回 NaN。

[编辑] 注意

在二进制系统上(其中 FLT_RADIX2),std::ldexp 等价于 std::scalbn

函数 std::ldexp (“load exponent”,加载指数),与其对偶 std::frexp 一起,可以用于不通过直接位操作来操纵浮点数的表示。

在许多实现中,std::ldexp 效率低于使用算术运算符的乘或除以 2 的幂。

额外的重载不要求完全按 (A) 提供。它们只需足以确保对于整数类型的参数 numstd::ldexp(num, exp) 具有与 std::ldexp(static_cast<double>(num), exp) 相同的效果。

对于浮点指数的 2 的幂运算,可以使用 std::exp2

[编辑] 示例

#include <cerrno>
#include <cfenv>
#include <cmath>
#include <cstring>
#include <iostream>
// #pragma STDC FENV_ACCESS ON
 
int main()
{
    std::cout
        << "ldexp(5, 3) = 5 * 8 = " << std::ldexp(5, 3) << '\n'
        << "ldexp(7, -4) = 7 / 16 = " << std::ldexp(7, -4) << '\n'
        << "ldexp(1, -1074) = " << std::ldexp(1, -1074)
        << " (minimum positive subnormal float64_t)\n"
        << "ldexp(nextafter(1,0), 1024) = "
        << std::ldexp(std::nextafter(1,0), 1024)
        << " (largest finite float64_t)\n";
 
    // special values
    std::cout << "ldexp(-0, 10) = " << std::ldexp(-0.0, 10) << '\n'
              << "ldexp(-Inf, -1) = " << std::ldexp(-INFINITY, -1) << '\n';
 
    // error handling
    std::feclearexcept(FE_ALL_EXCEPT);
    errno = 0;
    const double inf = std::ldexp(1, 1024);
    const bool is_range_error = errno == ERANGE;
 
    std::cout << "ldexp(1, 1024) = " << inf << '\n';
    if (is_range_error)
        std::cout << "    errno == ERANGE: " << std::strerror(ERANGE) << '\n';
    if (std::fetestexcept(FE_OVERFLOW))
        std::cout << "    FE_OVERFLOW raised\n";
}

可能的输出

ldexp(5, 3) = 5 * 8 = 40
ldexp(7, -4) = 7 / 16 = 0.4375
ldexp(1, -1074) = 4.94066e-324 (minimum positive subnormal float64_t)
ldexp(nextafter(1,0), 1024) = 1.79769e+308 (largest finite float64_t)
ldexp(-0, 10) = -0
ldexp(-Inf, -1) = -inf
ldexp(1, 1024) = inf
    errno == ERANGE: Numerical result out of range
    FE_OVERFLOW raised

[编辑] 参阅

(C++11)(C++11)
将数字分解为有效数字和以 2 为底的指数
(函数) [编辑]
(C++11)(C++11)(C++11)(C++11)(C++11)(C++11)
将数字乘以 FLT_RADIX 的幂
(函数) [编辑]
(C++11)(C++11)(C++11)
返回 2 的给定幂(2x
(函数) [编辑]
C 文档 关于 ldexp