Wyjątki

Wyjątek divide-by-zero (dzielenie przez zero) występuje, gdy dokładnym wynikiem operacji na liczbach skończonych jest nieskończoność.

Wyjątek overflow (nadmiar) występuje, gdy wynik musi być przedstawiony jako liczba zmiennoprzecinkowa, ale ma on (dużo) większą wartość bezwzględną niż największa (skończona) liczba zmiennoprzecinkowa mająca przedstawienie.

Wyjątek underflow (niedomiar) występuje, gdy wynik musi być przedstawiony jako liczba zmiennoprzecinkowa, ale ma mniejszą wartość bezwzględną niż najmniejsza dodatnia znormalizowana liczba zmiennoprzecinkowa (i nastąpiłaby duża utrata precyzji, gdyby przedstawić go jako liczbę nieznormalizowaną).

Wyjątek inexact (niedokładny) występuje, gdy wynik operacji zaokrąglenia nie jest równy wynikowi o nieskończonej precyzji. Może on towarzyszyć wystąpieniu overflow lub underflow.

Wyjątek invalid (nieprawidłowy) występuje, gdy operacja nie ma dobrze zdefiniowanego wyniku, przykłady: 0/0, nieskończoność - nieskończoność lub sqrt(-1).

Obsługa wyjątków

Wyjątki są reprezentowane na dwa sposoby: jako pojedyncze bity (wyjątek obecny/nieobecny), które to bity odpowiadają w pewien zależny od implementacji sposób pozycjom bitowym w liczbie całkowitej, i jako nieprzezroczysta struktura, która może zawierać więcej informacji o wyjątkach (zapewne adres kodu, gdzie wyjątek wystąpił).

Każde z makr FE_DIVBYZERO, FE_INEXACT, FE_INVALID, FE_OVERFLOW, FE_UNDERFLOW jest zdefiniowane, gdy implementacja wspiera obsługę odpowiedniego wyjątku, i wówczas definiuje odpowiedni(e) bit(y), umożliwiając wywoływanie funkcji obsługi wyjątków, na przykład podając argument całkowity FE_OVERFLOW|FE_UNDERFLOW. Dla innych wyjątków może nie być wsparcia. Makro FE_ALL_EXCEPT jest bitowym OR wszystkich bitów odpowiadającym wspieranym wyjątkom.

Funkcja feclearexcept() zeruje wspierane wyjątki reprezentowane przez bity jej argumentu.

Funkcja fegetexceptflag() umieszcza odwzorowanie stanu znaczników przypisanych wyjątkom reprezentowanym przez argument excepts w nieprzezroczystym obiekcie *flagp.

Funkcja feraiseexcept() zgłasza wspierane wyjątki reprezentowane przez bity excepts.

Funkcja fesetexceptflag() ustawia pełny stan o wartości *flagp dla wyjątków reprezentowanych przez excepts. Wartość ta musi być otrzymana jako wynik wcześniejszego wywołania fegetexceptflag() z ostatnim argumentem zawierającym wszystkie bity excepts.

Funkcja fetestexcept() zwraca słowo z ustawionymi tymi bitami, które są ustawione w argumencie excepts i dla których jest obecnie ustawiony odpowiedni wyjątek.

Tryb zaokrąglania

Tryb zaokrąglania określa w jaki sposób traktuje się wynik operacji zmiennoprzecinkowej, jeśli nie może być on dokładnie reprezentowany w mantysie. Mogą być dostarczane różne tryby zaokrągleń: zaokrąglanie do najbliższej liczby (domyślnie), zaokrąglanie w górę (w kierunku dodatniej nieskończoności), zaokrąglanie w dół (w kierunku ujemnej nieskończoności) i zaokrąglanie w kierunku zera.

Każde z makr FE_TONEAREST, FE_UPWARD, FE_DOWNWARD oraz FE_TOWARDZERO jest zdefiniowane, gdy implementacja wspiera pobieranie i ustawianie odpowiedniego kierunku zaokrąglania.

Funkcja fegetround() zwraca makro odpowiadające bieżącemu trybowi zaokrąglania.

Funkcja fesetround() ustawia tryb zaokrąglania podany jako jej argument i zwraca zero, gdy się powiedzie.

C99 i POSIX.1-2008 określają identyfikator FLT_ROUNDS definiowany w <float.h> wskazujący na zależny od implementacji sposób zaokrąglania podczas dodawania zmiennoprzecinkowego. Identyfikator ten może przyjmować jedną z poniższych wartości:

-1

Nie można określić tryb zaokrąglania.

0

Zaokrąglanie w kierunku 0.

1

Zaokrąglanie w kierunku najbliższej liczby.

2

Zaokrąglanie w kierunku dodatniej nieskończoności.

3

Zaokrąglanie w kierunku ujemnej nieskończoności.

Inne wartości oznaczają tryby zaokrąglania niestandardowe, zależne od architektury komputera.

Wartość FLT_ROUNDS powinna odzwierciedlać bieżący tryb zaokrąglania ustawiony przez fesetround() (patrz także BŁĘDY IMPLEMENTACJI).

Środowisko zmiennoprzecinkowe

Całe środowisko zmiennoprzecinkowe, włączając w to tryby sterowania i znaczniki stanu, może być obsługiwane jako jeden nieprzezroczysty obiekt typu fenv_t. Środowisko domyślne jest określone przez FE_DFL_ENV (typu const fenv_t *). Są to ustawienia środowiska przy uruchomieniu programu i są one zdefiniowane przez ISO C jako: zaokrąglanie do najbliższej, wszystkie wyjątki wyzerowane i tryb nieprzerywany (kontynuacja w przypadku wystąpienia wyjątku).

Funkcja fegetenv() zachowuje bieżące środowisko zmiennoprzecinkowe w obiekcie *envp.

Funkcja feholdexcept() robi to samo, a następnie zeruje wszystkie znaczniki wyjątków i ustawia tryb nieprzerywany (kontynuacja w przypadku wystąpienia wyjątku), o ile to możliwe. Zwraca zero, gdy się powiedzie.

Funkcja fesetenv() odtwarza środowisko zmiennoprzecinkowe z obiektu *envp. Obiekt ten musi być znany jako poprawny, na przykład jako wynik wywołania fegetenv() lub feholdexcept() lub jako równy FE_DFL_ENV. To wywołanie nie zgłasza wyjątków.

Funkcja feupdateenv() instaluje środowisko zmiennoprzecinkowe odwzorowane w obiekcie *envp, poza tym, że obecnie zgłoszone wyjątki nie są zerowane. Po jej wywołaniu, zgłoszone wyjątki będą bitowym OR tych zgłoszonych wcześniej oraz zawartych w *envp. Jak poprzednio, obiekt *envp musi być znany jako poprawny.

Uwagi dla glibc

O ile to możliwe, biblioteka GNU C definiuje makro FE_NOMASK_ENV odwzorowujące środowisko, w którym każde zgłoszenie wyjątku powoduje wystąpienie pułapki. Można sprawdzać wartość tego makra za pomocą #ifdef. Jest ono zdefiniowane jedynie, gdy zdefiniowane jest _GNU_SOURCE. Standard C99 nie określa sposobu ustawiania poszczególnych bitów w masce zmiennoprzecinkowej, na przykład aby przechwytywać tylko wybrane znaczniki. Od wersji 2.2. glibc obsługuje funkcje feenableexcept() i fedisableexcept() ustawiające wybrane znaczniki zmiennoprzecinkowe oraz fegetexcept() odpytującą o stan.

#define _GNU_SOURCE         /* Patrz feature_test_macros(7) */
#include <fenv.h>

int feenableexcept(int excepts);
int fedisableexcept(int excepts);
int fegetexcept(void);

Funkcje feenableexcept() i fedisableexcept() włączają (wyłączają) pułapkowanie poszczególnych wyjątków odwzorowanych w przez excepts i zwracają poprzednie ustawienie pułapkowania wyjątków, jeśli się powiodą, a -1 w pozostałych przypadkach. Funkcja fegetexcept() zwraca bieżące ustawienie pułapkowania wyjątków.