Проверка переполнения double

@kuzya · Регистрация: 10.06.2009

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

Добрый день!

Подскажите пожалуйста, где можно почитать теорию.
Нужно решить задачу, написать функции на С++, которые бы проверяли
переполнение при сложении и умножении 2х double, а также проверка на переполнение (underflow) при вычитании/делении.

Если кто бросит ссылки на теорию - буду очень благодарен. Если кто поможет совет, тоже буду очень благодарен. Важно, чтоб я сам понял : ).

Предлагают double приводить к long double и сравнивать результат (long double) с максимальным значением для double.
Может, еще есть какие-то варианты решение, без приведения к более большему типу? Ведь нужно будет значение сравнивать с константой...
(хотя double на всех машинах поддерживающих IEEE числа с плавающей точкой равен 8 байтам...)

Вообщем, подскажите решения, кто как подобные проблемы решает.
Использую g++, linux. Хочеться, чтобы решение было на С++, желательно средствами языка, а не библиотек. Ну и конечно же, чтобы оно было кроссплатформенным...

(Хотя может оказаться так, что буду реализовывать через <limits> и long double)

Заранее спасибо)

Добавлено через 1 час 9 минут 45 секунд
Ура!

@kuzya · 10.06.2009, 18:44 **[ТС]**

Ура! Тему можно удалять!!! : )

Я вспомнил про <limits> и numeric_limits<double>m{in,ax}(), еще подсказали с long double, в итоге у меня все получилось. : )))

Прикрепил решение. Похваться и вдруг кому-то пригодиться : )
Зы: если у кого есть замечания по поводу решения - очень рад буду услышать их и то, как можно его улучшить. И конечно же, если кто-то поделиться другими способами решения этой (уже решенной) задачи, буду очень благодарен!

Кузя.

Evg · 10.06.2009, 19:42

Вообще для честного решения надо всё-таки читать стандарт IEEE-754 и смотреть, что должно быть. Та может быть NaN или сигнал FPFE.

Максимальное значение в double имеет порядок 10^308, в long double - 10^4932
Т.е. при умножении двух числе в районе максимального double'а ты получишь переполнение в long double (и соотвественно хрен знает какой результат). Т.е. твоё решение по сути является неправильным

@Delphin_KKC · 10.06.2009, 19:47

Сообщение от Evg

...Максимальное значение в double имеет порядок 10^308, в long double - 10^4932
Т.е. при умножении двух числе в районе максимального double'а ты получишь переполнение в long double...

С чего бы это? 10^308*10^308=10^616
Убедиться в правильности утверждения можно на примере:
10^3*10^3=10^6 <==> 1000*1000=1000000

Evg · 10.06.2009, 19:54

Посмотри файл /usr/include/fenv.h
Вот для этих делов там процедуры нахерачены. Надо через них работать. Код будет переносим на другие процессоры (по крайней мере на linux'е)

Добавлено через 39 секунд

Сообщение от Delphin_KKC

С чего бы это? 10^308*10^308=10^616
Убедиться в правильности утверждения можно на примере:
10^3*10^3=10^6 <==> 1000*1000=1000000

Блин точно. А я что-то грешным делом подумал, что там степени перемножать надо

Добавлено через 5 минут 12 секунд
В любом случае это более честный способ (учитывая то, что не на всех платформах есть long double):

C

#include <stdio.h>
#include "fenv.h"
 
void
mult (double d1, double d2)
{
  double res;
  int flags;
 
  printf ("=====\n");
 
  res = d1 * d2;
  flags = fetestexcept (FE_OVERFLOW);
 
  printf ("res=%e\n", res);
  printf ("flags=%d\n", flags);
 
  if (flags)
    printf ("overflow\n");
  else
    printf ("no overflow\n");
}
 
int
main (void)
{
  mult (1.0e100, 1.0e100);
  mult (1.0e200, 1.0e200);
}

Код

$ gcc a.c -lm
$ ./a.out 
=====
res=1.000000e+200
flags=0
no overflow
=====
res=inf
flags=8
overflow

@kuzya · 10.06.2009, 21:06 **[ТС]**

2Evg: обязательно завтра копну fenv.h!

По поводу long double... Тоесть, если в стандарте C или C++ он есть, то в реализации этих стандартов на определенных архитектурах их может и не быть?

Я удовлетворился своим решением, это упражнение из книги по С++ Страуструпа. : ). Да и на видну его натянуть можно... Тут получаеться
кроссплатформенным, но только к linux привязано...
Про fenv.h я даже и не знал... теперь буду знать, спасибо большое! Раз через это можно еще и флаги состояния FPU смотреть.

Зы: (в коде) а там это, разве не #include <fenv.h> надо, вместо кавычек, и int из main"а вернуть? Если Вы скажите, что gcc не ругнулся, то я очень сильно удивлюсь... В любом случае код тоже завтра опробую.

Ребят, обоим большое спасибо!

Evg · 10.06.2009, 21:28

Сообщение от kuzya

По поводу long double... Тоесть, если в стандарте C или C++ он есть, то в реализации этих стандартов на определенных архитектурах их может и не быть?

Скажем так, в стандарте не сказано, какого размера должен быть long double. На некоторых архитектурах long double реализуется как эквивалент double'а.

Сообщение от kuzya

Я удовлетворился своим решением, это упражнение из книги по С++ Страуструпа. : ). Да и на видну его натянуть можно... Тут получаеться
кроссплатформенным, но только к linux привязано...
Про fenv.h я даже и не знал... теперь буду знать, спасибо большое! Раз через это можно еще и флаги состояния FPU смотреть.

Если не забуду - завтра на solaris'е проверю. Этот интерфейс специально разработан как кросс-платформенный, чтобы не ковыряться непосредственно в регистрах состояния. Так что возможно, что и на других юниксах он есть. И этот интерфейс базируется на требованиях стандарта IEEE-754. Вернее группа интерфесов, т.к. там есть ещё работа с округлениями и ещё чем-то.

Твой вариант скорее всего не будет правильно работать со всякими NaN'ами, INF'ами и прочей ерундой. Я не специалист в этой области, а потому какой-то пример подогнать затрудняюсь. Опять-таки если не забуду, тряхану специалистов. Есть ли какой-то "стандартный" способ для этих деяний - хз.

Кстати, у тебя 0 помножить на число вроде бы как неправильно отработает

Добавить надобно

Сообщение от kuzya

Зы: (в коде) а там это, разве не #include <fenv.h> надо, вместо кавычек, и int из main"а вернуть? Если Вы скажите, что gcc не ругнулся, то я очень сильно удивлюсь...

Про кавычки - пальцы заплелись, правда хз почему gcc не ргунулся.
"return 0" просто забыл, но в этом случае компилятор обычно выдаёт warning, а не ошибку

@Delphin_KKC · 11.06.2009, 09:04

Сообщение от Evg

...Про кавычки - пальцы заплелись, правда хз почему gcc не ргунулся...

Невелика беда. Если инклуд в кавычках - то вначале ищется в папке с проектом (где, само собой, в нашем случае не обнаруживается), а потом - в папке инклудов компилятора. Если ж в угловых скобочках - то порядок поиска обратный.

Evg · 11.06.2009, 10:11

> Если не забуду - завтра на solaris'е проверю

Однако на solaris'е нету. Так что по сути дела это линуксовая фича (а точнее -glibc'шная)

@Delphin_KKC · 11.06.2009, 16:27

Сообщение от Evg

...Так что по сути дела это линуксовая фича (а точнее -glibc'шная)

Вот этот код:

C++

#include <stdio.h>
#include "fenv.h"
//добавлено
#include <cstdlib>
void mult (double d1, double d2)
{
  double res;
  int flags;
 
  printf ("=====\n");
 
  res = d1 * d2;
  flags = fetestexcept (FE_OVERFLOW);
 
  printf ("res=%e\n", res);
  printf ("flags=%d\n", flags);
 
  if (flags)
    printf ("overflow\n");
  else
    printf ("no overflow\n");
}
 
int main (void)
{
  mult (1.0e100, 1.0e100);
  mult (1.0e200, 1.0e200);
  system("PAUSE");//добавлено
}

На Вин32 платформе компилятором DevCPP 4.9.9.2 собирается без ошибок. Строки с коментариями "//добавлено" добавлены для того, чтоб можно было использовать вызов систем. Скрин работы вот:

Evg · 11.06.2009, 16:38

Сообщение от Delphin_KKC

На Вин32 платформе компилятором DevCPP 4.9.9.2 собирается без ошибок.

А что такое DEVCpp. Это кака-ято среда разработки вод винду, базирующаяся на gcc+glibc?

@kuzya · 11.06.2009, 16:40 **[ТС]**

2Evg: касательно return'а из main(): gcc таки выдает варнинг, но только если ему скормить -Wall!!! : ( Я удивлен и опечален. Да, и про 0 на число множить/делить... действительно протупил! Спасибо большое!, уже исправил код.
А про реализацию long double как double тоже что-то... протупил

2Delphin_KKC: я нигде в литературе не встречал того, чтобы "include.h" искали после текущего каталога в системном и не встречал, чтоб <include.h> искалось после систеного в текущем каталоге... если можно, скажите где я могу про это прочитать, пожалуйста.

Что касаеться fenv.h, то в нем, в начале, написано:
This file is part of the GNU C Library. Поэтому, даже незнаю что говорить про кросплатформенность/мультиосьность...
Хотя Delphin_KKC показал нам, что в винде работает. Даже незнаю, что и думать.

Evg · 11.06.2009, 16:46

Свои программы я как правило компиляю с -Wall -Werror
Меньше потом гемора и чище код

@Delphin_KKC · 11.06.2009, 16:48

Сообщение от Evg

А что такое DEVCpp. Это кака-ято среда разработки вод винду, базирующаяся на gcc+glibc?

Интегрированная среда на основе MinGW
http://www.bloodshed.net/devcpp.html

Evg · 11.06.2009, 16:53

Сообщение от Delphin_KKC

Интегрированная среда на основе MinGW
http://www.bloodshed.net/devcpp.html

Ну т.е. у тебя там стоИт glibc. Т.е. в этом отношении библиотечная поддержка совпадает с линуксовой

@Delphin_KKC · 11.06.2009, 18:22

Сообщение от kuzya

2Delphin_KKC: я нигде в литературе не встречал того, чтобы "include.h" искали после текущего каталога в системном и не встречал, чтоб <include.h> искалось после систеного в текущем каталоге... если можно, скажите где я могу про это прочитать, пожалуйста.

Честно говоря, не вспомню уже. Вот что пишут про инклуд у нас: http://www.cyberguru.ru/progra... age64.html
У Кернигана и Ритчи написано что "зависит от реализации".
Только что проверял на DevCPP
Это оригинальный код:

C++

#include <stdio.h>
#include "fenv.h"
#include <cstdlib>
 
void
mult (double d1, double d2)
{
  double res;
  int flags; 
 
  printf ("=====\n");
 
  res = d1 * d2;
  flags = fetestexcept (FE_OVERFLOW);
 
  printf ("res=%e\n", res);
  printf ("flags=%d\n", flags); 
 
  if (flags)
    printf ("overflow\n");
  else
    printf ("no overflow\n");
}
 
int main (void)
{
  mult (1.0e100, 1.0e100);
  mult (1.0e200, 1.0e200);
  system("PAUSE");
 
}

Всё компилируется.
А теперь я закинул в папку с проэктом пустой файлик с именем "fenv.h".
Код компилироваться отказался и выскочило куча ошибок по поводу что функция не определена.
После того, как я заменил "#include "fenv.h" " на это:

C++

1	#include <fenv.h>

Всё снова начало без ошибок компилиться (тот "подставной хедер" не удалял).

Evg · 11.06.2009, 19:46

Что касается gcc, то по умолчанию для кавычек и угловых скобок он ищет по одним и тем же путям:

Код

$ gcc a.c -v
...
#include "..." search starts here:
#include <...> search starts here:
 /usr/local/include           <---- надпись выше означает, что оба поиска ведутся отсюда
 /usr/lib/gcc/i486-linux-gnu/4.2.4/include
 /usr/include
...

При этом есть опция -I-, означающая, что всё, что стоИт ДО этой опции, относится только к поиску по кавычкам

Код

$ mkdir qqq
$ mkdir rrr
$ gcc a.c -Iqqq -I- -Irrr -v
...
#include "..." search starts here:
 qqq      <------- с этого места начинается поиск по кавычкам
#include <...> search starts here:
 rrr      <------- с этого места начинается поиск по угловым скобкам
 /usr/local/include
 /usr/lib/gcc/i486-linux-gnu/4.2.4/include
 /usr/include
...

Добавлено через 1 минуту 14 секунд
Ну и ещё одно отличие gcc между кавычками и скобками - скобки считаются системными каталогами, а потому по файлам, подключенным через скобки подавляются warning'и

Evg 21279 / 8301 / 637 Регистрация: 30.03.2009 Сообщений: 22,659 Записей в блоге: 30
	11.06.2009, 16:46	13
	Свои программы я как правило компиляю с -Wall -Werror Меньше потом гемора и чище код 0

Evg 21279 / 8301 / 637 Регистрация: 30.03.2009 Сообщений: 22,659 Записей в блоге: 30
	11.06.2009, 16:53	15
	Сообщение от Delphin_KKC Интегрированная среда на основе MinGW http://www.bloodshed.net/devcpp.html Ну т.е. у тебя там стоИт glibc. Т.е. в этом отношении библиотечная поддержка совпадает с линуксовой 0

Evg 21279 / 8301 / 637 Регистрация: 30.03.2009 Сообщений: 22,659 Записей в блоге: 30
	11.06.2009, 19:46	17
	Что касается gcc, то по умолчанию для кавычек и угловых скобок он ищет по одним и тем же путям: Код $ gcc a.c -v ... #include "..." search starts here: #include <...> search starts here: /usr/local/include <---- надпись выше означает, что оба поиска ведутся отсюда /usr/lib/gcc/i486-linux-gnu/4.2.4/include /usr/include ... При этом есть опция -I-, означающая, что всё, что стоИт ДО этой опции, относится только к поиску по кавычкам Код $ mkdir qqq $ mkdir rrr $ gcc a.c -Iqqq -I- -Irrr -v ... #include "..." search starts here: qqq <------- с этого места начинается поиск по кавычкам #include <...> search starts here: rrr <------- с этого места начинается поиск по угловым скобкам /usr/local/include /usr/lib/gcc/i486-linux-gnu/4.2.4/include /usr/include ... Добавлено через 1 минуту 14 секунд Ну и ещё одно отличие gcc между кавычками и скобками - скобки считаются системными каталогами, а потому по файлам, подключенным через скобки подавляются warning'и 0

@kuzya 0 / 0 / 0 Регистрация: 10.06.2009 Сообщений: 4
		1
	Проверка переполнения double 10.06.2009, 18:39. Показов 12343. Ответов 16 Метки нет (Все метки) Добрый день! Подскажите пожалуйста, где можно почитать теорию. Нужно решить задачу, написать функции на С++, которые бы проверяли переполнение при сложении и умножении 2х double, а также проверка на переполнение (underflow) при вычитании/делении. Если кто бросит ссылки на теорию - буду очень благодарен. Если кто поможет совет, тоже буду очень благодарен. Важно, чтоб я сам понял : ). Предлагают double приводить к long double и сравнивать результат (long double) с максимальным значением для double. Может, еще есть какие-то варианты решение, без приведения к более большему типу? Ведь нужно будет значение сравнивать с константой... (хотя double на всех машинах поддерживающих IEEE числа с плавающей точкой равен 8 байтам...) Вообщем, подскажите решения, кто как подобные проблемы решает. Использую g++, linux. Хочеться, чтобы решение было на С++, желательно средствами языка, а не библиотек. Ну и конечно же, чтобы оно было кроссплатформенным... (Хотя может оказаться так, что буду реализовывать через <limits> и long double) Заранее спасибо) Добавлено через 1 час 9 минут 45 секунд Ура! 0

Evg 21279 / 8301 / 637 Регистрация: 30.03.2009 Сообщений: 22,659 Записей в блоге: 30
	10.06.2009, 19:42	3
	Вообще для честного решения надо всё-таки читать стандарт IEEE-754 и смотреть, что должно быть. Та может быть NaN или сигнал FPFE. Максимальное значение в double имеет порядок 10^308, в long double - 10^4932 Т.е. при умножении двух числе в районе максимального double'а ты получишь переполнение в long double (и соотвественно хрен знает какой результат). Т.е. твоё решение по сути является неправильным 0

@Delphin_KKC UNIX-way 712 / 495 / 49 Регистрация: 15.01.2009 Сообщений: 1,720
	10.06.2009, 19:47	4
	Сообщение от Evg ...Максимальное значение в double имеет порядок 10^308, в long double - 10^4932 Т.е. при умножении двух числе в районе максимального double'а ты получишь переполнение в long double... С чего бы это? 10^30810^308=10^616 Убедиться в правильности утверждения можно на примере: 10^310^3=10^6 <==> 1000*1000=1000000 0

@kuzya 0 / 0 / 0 Регистрация: 10.06.2009 Сообщений: 4
	10.06.2009, 21:06 [ТС]	6
	2Evg: обязательно завтра копну fenv.h! По поводу long double... Тоесть, если в стандарте C или C++ он есть, то в реализации этих стандартов на определенных архитектурах их может и не быть? Я удовлетворился своим решением, это упражнение из книги по С++ Страуструпа. : ). Да и на видну его натянуть можно... Тут получаеться кроссплатформенным, но только к linux привязано... Про fenv.h я даже и не знал... теперь буду знать, спасибо большое! Раз через это можно еще и флаги состояния FPU смотреть. Зы: (в коде) а там это, разве не #include <fenv.h> надо, вместо кавычек, и int из main"а вернуть? Если Вы скажите, что gcc не ругнулся, то я очень сильно удивлюсь... В любом случае код тоже завтра опробую. Ребят, обоим большое спасибо! 0

Evg 21279 / 8301 / 637 Регистрация: 30.03.2009 Сообщений: 22,659 Записей в блоге: 30
	10.06.2009, 21:28	7
	Сообщение от kuzya По поводу long double... Тоесть, если в стандарте C или C++ он есть, то в реализации этих стандартов на определенных архитектурах их может и не быть? Скажем так, в стандарте не сказано, какого размера должен быть long double. На некоторых архитектурах long double реализуется как эквивалент double'а. Сообщение от kuzya Я удовлетворился своим решением, это упражнение из книги по С++ Страуструпа. : ). Да и на видну его натянуть можно... Тут получаеться кроссплатформенным, но только к linux привязано... Про fenv.h я даже и не знал... теперь буду знать, спасибо большое! Раз через это можно еще и флаги состояния FPU смотреть. Если не забуду - завтра на solaris'е проверю. Этот интерфейс специально разработан как кросс-платформенный, чтобы не ковыряться непосредственно в регистрах состояния. Так что возможно, что и на других юниксах он есть. И этот интерфейс базируется на требованиях стандарта IEEE-754. Вернее группа интерфесов, т.к. там есть ещё работа с округлениями и ещё чем-то. Твой вариант скорее всего не будет правильно работать со всякими NaN'ами, INF'ами и прочей ерундой. Я не специалист в этой области, а потому какой-то пример подогнать затрудняюсь. Опять-таки если не забуду, тряхану специалистов. Есть ли какой-то "стандартный" способ для этих деяний - хз. Кстати, у тебя 0 помножить на число вроде бы как неправильно отработает Добавить надобно Сообщение от kuzya Зы: (в коде) а там это, разве не #include <fenv.h> надо, вместо кавычек, и int из main"а вернуть? Если Вы скажите, что gcc не ругнулся, то я очень сильно удивлюсь... Про кавычки - пальцы заплелись, правда хз почему gcc не ргунулся. "return 0" просто забыл, но в этом случае компилятор обычно выдаёт warning, а не ошибку 1

@Delphin_KKC UNIX-way 712 / 495 / 49 Регистрация: 15.01.2009 Сообщений: 1,720
	11.06.2009, 09:04	8
	Сообщение от Evg ...Про кавычки - пальцы заплелись, правда хз почему gcc не ргунулся... Невелика беда. Если инклуд в кавычках - то вначале ищется в папке с проектом (где, само собой, в нашем случае не обнаруживается), а потом - в папке инклудов компилятора. Если ж в угловых скобочках - то порядок поиска обратный. 0

Evg 21279 / 8301 / 637 Регистрация: 30.03.2009 Сообщений: 22,659 Записей в блоге: 30
	11.06.2009, 10:11	9
	> Если не забуду - завтра на solaris'е проверю Однако на solaris'е нету. Так что по сути дела это линуксовая фича (а точнее -glibc'шная) 0

Evg 21279 / 8301 / 637 Регистрация: 30.03.2009 Сообщений: 22,659 Записей в блоге: 30
	11.06.2009, 16:38	11
	Сообщение от Delphin_KKC На Вин32 платформе компилятором DevCPP 4.9.9.2 собирается без ошибок. А что такое DEVCpp. Это кака-ято среда разработки вод винду, базирующаяся на gcc+glibc? 0

@kuzya 0 / 0 / 0 Регистрация: 10.06.2009 Сообщений: 4
	11.06.2009, 16:40 [ТС]	12
	2Evg: касательно return'а из main(): gcc таки выдает варнинг, но только если ему скормить -Wall!!! : ( Я удивлен и опечален. Да, и про 0 на число множить/делить... действительно протупил! Спасибо большое!, уже исправил код. А про реализацию long double как double тоже что-то... протупил 2Delphin_KKC: я нигде в литературе не встречал того, чтобы "include.h" искали после текущего каталога в системном и не встречал, чтоб <include.h> искалось после систеного в текущем каталоге... если можно, скажите где я могу про это прочитать, пожалуйста. Что касаеться fenv.h, то в нем, в начале, написано: This file is part of the GNU C Library. Поэтому, даже незнаю что говорить про кросплатформенность/мультиосьность... Хотя Delphin_KKC показал нам, что в винде работает. Даже незнаю, что и думать. 0

@Delphin_KKC UNIX-way 712 / 495 / 49 Регистрация: 15.01.2009 Сообщений: 1,720
	11.06.2009, 16:48	14
	Сообщение от Evg А что такое DEVCpp. Это кака-ято среда разработки вод винду, базирующаяся на gcc+glibc? Интегрированная среда на основе MinGW http://www.bloodshed.net/devcpp.html 0