MATH_ERROR

名前

書式

#include <math.h>
#include <errno.h>
#include <fenv.h>

説明

移植性が必要なプログラムで、数学関数からのエラーを確認する必要がある場合には、 数学関数を呼び出す前に errno を 0 に設定し、以下を呼び出すべきである。

feclearexcept(FE_ALL_EXCEPT);

数学関数から返ってきた際に、 errno が 0 以外か、以下の呼び出しが 0 以外を返した場合 (fenv(3) 参照)、数学関数でエラーが発生している。

fetestexcept(FE_INVALID | FE_DIVBYZERO | FE_OVERFLOW |
             FE_UNDERFLOW);

数学関数で発生するエラー条件については以下で説明する。  

領域エラー (domain error)

極エラー (pole error)

範囲エラー (range エラー)

浮動小数点のオーバーフローは、結果が有限だが、大き過ぎて 結果を返す型では表現できない場合に発生する。 オーバーフローが発生すると、 その関数は HUGE_VAL, HUGE_VALF, HUGE_VALL のいずれかを返す (前記の値のうちどれが返るかは関数の返り値の型により決まり、 それぞれ double, float, long double に対応する)。 errno は ERANGE に設定され、「オーバーフロー (overflow)」 浮動小数点例外 (FE_OVERFLOW) が上がる。

浮動小数点のアンダーフローは、 結果が小さ過ぎて、結果を返す型では表現できない場合に発生する。 アンダーフローが発生すると、数学関数は通常は 0.0 を返す (C99 では、指定された型において最小の正規化された正の値より大きくない 値を持つ実装定義 (implementation-defined) の値を返す、となっている)。 errno は ERANGE に設定され、「アンダーフロー」浮動小数点例外 (FE_UNDERFLOW) が上がる。

いくつかの関数では、渡された引き数の値や、正しい関数の結果が subnormal (非正規化数) になる場合に範囲エラーを上げる。 subnormal な値とは、0 ではないが、その値が小さすぎて (仮数部の最上位ビットが 1 となる) 標準形では表現できないような値である。 subnormal な値の表現では、仮数部の上位側のビットに 1 個以上の 0 が 含まれることになる。  

注意

errno と fetestexcept(3) の両方を使ってエラーチェックを行うことで複雑になるのを避けるため、 多くの場合、関数呼び出しを行う前に不正な引き数かのチェックを行う 方法が推奨されている。 例えば、以下のコードは、 log(3) の引き数が NaN でも (極エラーとなる) 0 でも (領域エラーとなる) 0 未満 でもないことを保証するものである。

double x, r;

if (isnan(x) || islessequal(x, 0)) {
    /* Deal with NaN / pole error / domain error */
}

r = log(x);

gcc(1) の -fno-math-errno オプションを使うと、実行ファイルで、標準の実装よりも高速な数学関数の 実装が使用されるようになるが、 エラー時に errno が設定されない (gcc(1) の -ffast-math オプションを指定した場合にも -fno-math-errno は有効になる)。 このオプションを指定した場合でも、 fetestexcept(3) を使ったエラーの検査は可能である。  

関連項目

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領域エラー (domain error)

極エラー (pole error)

範囲エラー (range エラー)

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