C 编程/math.h/ldexp

在计算中，ldexp 是一个函数，它将一个双精度浮点数乘以一个指定的 2 的整数次幂，如果结果是执行环境中用于双精度浮点数表示的有效浮点数，则返回结果。

位置

它是 C 编程语言的数学库例程之一，在头文件 math.h 中声明。

定义

ldexp 函数在 C 编程语言标准 ISO/IEC 9899 ^[1] 中定义如下

7.12.6.6 ldexp 函数
概要

#include <math.h>
double ldexp(double x, int exp); double ldexpf(float x, int exp);
long double ldexpl(long double x, int exp);

描述
ldexp 函数将浮点数乘以 2 的整数次幂。可能会发生范围错误。
返回值
ldexp 函数返回 x*2^exp

Open Group Single Unix Specification 在 Unix^tm 主机环境中扩展了 ldexp 的接口定义。^[2]

“描述”部分包含以下附加信息

希望检查错误情况的应用程序应将 errno 设置为零，并在调用这些函数之前调用 feclearexcept(FE_ALL_EXCEPT)。在返回时，如果 errno 不为零，或者 fetestexcept(FE_INVALID | FE_DIVBYZERO | FE_OVERFLOW | FE_UNDERFLOW) 不为零，则发生了错误。

“返回值”部分扩展了以下条款

如果这些函数会导致溢出，则必须发生范围错误，并且 ldexp()、ldexpf() 和 ldexpl() 必须分别返回 ±HUGE_VAL、±HUGE_VALF 和 ±HUGE_VALL（根据 x 的符号）。

如果正确的值会导致下溢，并且无法表示，则可能会发生范围错误，并且必须返回 0.0（如果支持），或者返回实现定义的值。

如果 x 为 NaN，则必须返回 NaN。

如果 x 为 ±0 或 ±Inf，则必须返回 x。

如果 exp 为 0，则必须返回 x。

如果正确的值会导致下溢，并且可以表示，则可能会发生范围错误，并且必须返回正确的值。

它还添加了一个“错误部分”，如下所示

如果以下情况发生，这些函数必须失败

范围错误

结果溢出。

如果整数表达式 (math_errhandling & MATH_ERRNO) 不为零，则 errno 必须设置为 [ERANGE]。如果整数表达式 (math_errhandling & MATH_ERREXCEPT) 不为零，则必须引发溢出浮点异常。

实现

对于基于二进制指数的浮点表示（如 IEEE 754），ldexp 可以通过简单地从 x 的值中提取指数并将 exp 添加到它来实现，如果结果在表示的有效指数值内，则用结果替换 x 的指数。如果计算出的指数值过高，则函数返回 +∞ 或 -∞（取决于 x 的符号），如果值过低，则函数返回 0.0。

参考资料

外部链接

[1] C 编程语言 ISO/IEC 9899 标准

[2] Open Group Base Specifications Issue 6, ldexp() definition

[1]

[2]