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对于IEEE754 NaN值,所有比较返回false的理由是什么?

为什么NaN值的比较与所有其他值的行为不同?也就是说,与运算符==,<=,> =,<,>的所有比较(其中一个或两个值为NaN)返回false,这与所有其他值的行为相反.

我想这可以通过某种方式简化数值计算,但我找不到明确说明的理由,甚至在Kahan 的IEEE 754状态讲义中也没有详细讨论其他设计决策.

这种异常行为在进行简单数据处理时会造成麻烦.例如,当在C程序中对某些实值字段的记录列表进行排序时,我需要编写额外的代码来处理NaN作为最大元素,否则排序算法可能会变得混乱.

编辑: 迄今为止的答案都认为比较NaNs毫无意义.

我同意,但这并不意味着正确的答案是错误的,而是一个非布尔值(NaB),幸运的是它不存在.

因此,在我看来,选择返回真或假的比较是任意的,对于一般数据处理,如果它遵循通常的定律(==的反射性,<= =,>的三分法),那将是有利的,以免数据结构依赖这些法律变得困惑.

因此,我要求打破这些法律的一些具体优势,而不仅仅是哲学推理.

编辑2: 我想我现在理解为什么使NaN最大化是一个坏主意,它会搞砸上限的计算.

可能需要NaN!= NaN以避免检测环路中的收敛,例如

while (x != oldX) {
    oldX = x;
    x = better_approximation(x);
}
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

然而,最好通过比较绝对差异与小限制来编写.所以恕我直言,这是打破NaN反身性的一个相对弱的论据.

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IEEE754 中 inf==inf 的基本原理是什么

当您有符合 IEEE754 标准的浮点实现时,与NaNis false、 Even NaN == NaN、 but +inf == +infis进行任何比较true,为什么?

从我的角度来看,说是假的更有意义 +inf == +inf,原因是:

  • 自然数和实数的个数都是无限的,但并不相同。

  • 如果有X=1e200and Y=1e300(X 和 Y 都是 64 位双精度数),那么x==y也是false, butx*1e200==y*1e200是 true true(都是 +inf),这是数学上不正确的。

  • 已经需要进行特殊处理, for NaN, where X==Xis ,因此实现该returnfalse不会有更多的实现复杂性。也许甚至更少,因为和我们同一个“指数”。+inf == +inffalseinfNaN

  • 我没有看到任何优势,也没有看到任何需要这样的应用程序+inf == +inf。无论如何,您不应该比较任何浮点值==

  • X==Y那么一般的话true,如果X-Y==0true,但是inf-infNaN …

floating-point ieee-754

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