Frexp

定义于头文件 <cmath> 中。

描述

将给定的浮点值 num 分解为规范化分数和 2 的整数次幂。
该库为所有 cv-unqualified 浮点类型提供了 std::frexp 的重载，作为参数 num 的类型 (自 C++23 起).
附加重载为所有整数类型提供，它们被视为 double (自 C++11 起).

声明

C++23

// 1)
constexpr /* floating-point-type */
            frexp ( /* floating-point-type */ num, int* exp );
// 2)
constexpr float frexpf( float num, int* exp );
// 3)
constexpr long double frexpl( long double num, int* exp );

附加重载

// 4)
template< class Integer >
constexpr double frexp ( Integer num, int* exp );

C++11

// 1)
float frexp ( float num, int* exp );
// 2)
double frexp ( double num, int* exp );
// 3)
long double frexp ( long double num, int* exp );
// 4)
float frexpf( float num, int* exp );
// 5)
long double frexpl( long double num, int* exp );

附加重载

// 6)
template< class Integer >
double frexp ( Integer num, int* exp );

参数

​num - 浮点或整数值 exp - 指向整数值的指针，用于存储指数

返回值

如果 num 为零，则返回零并将零存储在 *exp 中。

否则（如果 num 不为零），如果没有发生错误，则返回范围 (-1, -0.5], [0.5, 1) 内的值 x，并将整数值存储在 *exp 中，使得 x×2^(*exp) == num。

如果存储在 *exp 中的值超出 int 的范围，则行为未指定。

错误处理

此函数不受 math_errhandling 中指定的任何错误影响。

如果实现支持 IEEE 浮点运算（IEC 60559）

如果 num 为 ±0，则返回该值，不进行修改，并且 0 存储在 *exp 中。
如果 num 为 ±∞，则返回该值，并将未指定的值存储在 *exp 中。
如果 num 为 NaN，则返回 NaN，并将未指定的值存储在 *exp 中。
不引发浮点异常。
如果 FLT_RADIX 为 2（或 2 的幂），则返回值为精确值，当前舍入模式将被忽略。

备注

在二进制系统（FLT_RADIX 为 2）上，std::frexp 可以实现为

{
    *exp = (value == 0) ? 0 : (int)(1 + std::logb(value));
    return std::scalbn(value, -(*exp));
}

函数 std::frexp 及其对偶函数 std::ldexp 可用于在不直接进行位操作的情况下操纵浮点数的表示。

不需要完全按照额外的重载提供额外的重载。
它们只需足以确保对于整数类型的参数 num，
std::frexp(num, exp) 与 std::frexp(static_cast<double>(num), exp) 具有相同的效果。

示例

#include <cmath>
#include <iostream>
#include <limits>
 
int main()
{
    double f = 123.45;
    std::cout 
        << "Given the number " << f << " or " 
        << std::hexfloat << f << std::defaultfloat 
        << " in hex,\n";
 
    double f3;
    double f2 = std::modf(f, &f3);
    std::cout 
        << "modf() makes " 
        << f3 << " + " << f2 
        < '\n';
 
    int i;
    f2 = std::frexp(f, &i);
    std::cout 
        << "frexp() makes " 
        << f2 << " * 2^" << i 
        << '\n';
 
    i = std::ilogb(f);
    std::cout 
        << "logb()/ilogb() make " 
        << f / std::scalbn(1.0, i)
        << " * " << std::numeric_limits<double>::radix
        << "^" << std::ilogb(f) 
        << '\n';
}

可能结果

Given the number 123.45 or 0x1.edccccccccccdp+6 in hex,
modf() makes 123 + 0.45
frexp() makes 0.964453 * 2^7
logb()/ilogb() make 1.92891 * 2^6