Положительный и отрицательный nans

Question

У меня есть цифровой код, разработанный на AMD64 Linux (с использованием LLVM 3.2).

Я недавно портировал его на OSX 10.9 с помощью XCode. Он работает нормально, но он не выполняет много модульных тестов: кажется, что некоторые вычисления, которые на Linux возвращают NaN (или -NaN), теперь возвращаются на OSX, -NaN (или NaN).

Могу ли я с уверенностью предположить, что положительные и отрицательные NaN эквивалентны и корректируют мои модульные тесты, чтобы принять их как успех, или это признак чего-то более серьезного не так?

Answer 1

Это зависит от полностью от того, что тестирует ваш юнит-тест.

Скорее всего, вы сможете относиться к ним как к эквиваленту, если только тестирование, которое вы выполняете, на самом деле относится к самому программному обеспечению с плавающей запятой IEEE754 или коду исполнения C, который их печатает. В противном случае вы должны рассматривать их как идентичные , если код, который использует то, что вы тестируете, рассматривает их как идентичные.

Это потому, что тесты должны отражать ваше реальное использование, в каждый обстоятельство. Например, если вы тестируете функцию doCalc(), которая возвращает double. Если это только когда-либо использовали таким образом:

x = doCalc() 
if x is any sort of Nan: 
    doSomethingWithNan() 

, то ваш тест должен обработать все NaN значения как равнозначные. Однако, если вы используете его таким образом:

x = doCalc() 
if x is +Nan: 
    doSomethingForPositive() 
else: 
    if x is -Nan: 
     doSomethingForNegative() 

тогда вы захотите относиться к ним как к разным.

Аналогично, если ваша реализация создает полезную полезную нагрузку в дробных битах (см. Ниже), а ваш реальный код использует, что также должно быть проверено модульными тестами.

---

Поскольку NaN просто все 1-бит в показателе и нечто иное, чем все нулевые биты во фракции, бит знака может быть положительным или отрицательным, а дробные биты могут быть самые разнообразные значений. Тем не менее, это по-прежнему значение или результат, который был вне представления типа данных, поэтому, если вы ожидали именно этого, вероятно, мало что может означать, что содержит знак или полезная нагрузка.

С точки зрения проверки текстового вывода NaN значений, the Wikipedia page on NaN указывает на то, что различные реализации могут дать вам весьма различные выходы, среди них:

nan 
NaN 
NaN% 
NAN 
NaNQ 
NaNS 
qNaN 
sNaN 
1.#SNAN 
1.#QNAN 
-1.#IND 

и даже варианты показывая изменяющегося знака и полезной нагрузки, которые имеют не влияет на его NaN-Несс:

-NaN 
NaN12345 
-sNaN12300 
-NaN(s1234) 

Так что, если вы хотите быть массивно портативный в тестовом модуле, вы заметите, что все выходные данные повторно В префиксах есть один вариант строки nan. Таким образом, поиск без учета регистра по значению для строки nan или ind подберет их всех. Это может не сработать в всех окружениях, но имеет очень большой охват.

Для чего это стоит, стандарт C имеет это, чтобы сказать о выводе значений с плавающей запятой с %f (%F использует заглавные буквы):

double аргумент, представляющий NaN превращается в один из стилей [-]nan или [-]nan(n-char-sequence) - какой стиль, а также значение любого n-char-sequence, определяется реализацией.

Поэтому достаточно просто проверить, было ли в нем nan.

Answer 2

В арифметике IEEE-754 нет понятия «отрицательный NaN». В кодировке NaN все еще есть знаковый бит, и существует понятие операции «знакового бита», которая использует или влияет на этот бит (copysign, abs, несколько других), но он не имеет никакого значения, когда интерпретируется кодировка NaN как ценность. Многие типографии печати печатают бит как отрицательный знак, но формально бессмысленны, и поэтому в стандарте нет большого количества правил для управления его значением (кроме w.r.t. вышеупомянутых функций).

Вот соответствующий раздел IEEE-754 (2008):

Преобразование тихой NaN в поддерживаемом формате на внешнюю последовательность символов должны создавать последовательность языка определенных один из «нан» или в что эквивалентно, за исключением случая (например, «NaN»), с необязательным предшествующим знаком. (Этот стандарт не интерпретирует знак NaN.)

Таким образом, функции преобразования вашей платформы могут печатать «знак» значений NaN, но это не имеет значения, и вы не должны рассматривать его для целей тестирования.

Отредактировано для того, чтобы быть немного сильнее: это почти всегда ошибка, придающая значение знаку «бит бит» базы данных NaN.