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

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 );			(直到 C++23)
constexpr /* floating-point-type / ldexp ( / floating-point-type */ num, int exp );			(自 C++23 起)
float ldexpf( float num, int exp );		(2)	(自 C++11 起) (constexpr 自 C++23 起)
long double ldexpl( long double num, int exp );		(3)	(自 C++11 起) (constexpr 自 C++23 起)
附加重载 (自 C++11 起)
定义于头文件 `<cmath>`
template< class Integer > double ldexp ( Integer num, int exp );		(A)	(自 C++11 起) (constexpr 自 C++23 起)

1-3) 将浮点值 num 乘以数字 2 的 exp 次幂。库为所有非限定 cv 浮点类型提供 std::ldexp 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附加重载，它们被视为 double。

(自 C++11 起)

[编辑] 参数

num	-	浮点值或整数值
exp	-	exp

[编辑] 返回值

如果没有错误发生，则返回 num 乘以 2 的 exp 次幂（ $num\times2 exp$ ）。

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

如果发生下溢导致的范围错误，则返回正确的结果（在舍入后）。

[编辑] 错误处理

错误报告方式如 math_errhandling 中指定。

如果实现支持 IEEE 浮点算术 (IEC 60559)，

除非发生范围错误，否则永远不会引发 FE_INEXACT（结果是精确的）。
除非发生范围错误，否则当前的舍入模式将被忽略。
如果 num 为 ±0，则原样返回。
如果 num 为 ±∞，则原样返回。
如果 exp 为 0，则 num 原样返回。
如果 num 是 NaN，则返回 NaN。

[编辑] 注解

在二进制系统上（其中 FLT_RADIX 为 2），std::ldexp 等价于 std::scalbn。

函数 std::ldexp (“load exponent”，加载指数) 及其对偶函数 std::frexp 可用于操作浮点数的表示形式，而无需直接进行位操作。

在许多实现中，std::ldexp 的效率不如使用算术运算符乘以或除以 2 的幂。

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

对于以浮点指数为底数 2 的指数运算，可以使用 std::exp2。

[编辑] 示例

运行此代码

#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] 参见

frexpfrexpffrexpl (C++11)(C++11)	将数字分解为尾数和以 2 为底的指数 (函数) [编辑]
scalbnscalbnfscalbnlscalblnscalblnfscalblnl (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]
exp2exp2fexp2l (C++11)(C++11)(C++11)	返回 $2$ 的给定次幂 (${\small 2^x}$ $2 x$ ) (函数) [编辑]
C 文档关于 ldexp

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