在 int 或 long long int 求幂期间捕获溢出答案

【问题标题】：Catching overflow during exponentation of int or long long int在 int 或 long long int 求幂期间捕获溢出
【发布时间】：2023-04-08 23:57:02
【问题描述】：

在使用带有 int 或 long long int 的 pow() 函数时，有什么方法可以捕获溢出。

#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
int main()
{
  int a = 2;//or long long int a = 2
  int b = 50;//or long long int b = 50
  if(!exponentation_overflows(a,b))//some function to check if there is no overflow
  {
    cout<<pow(a,b)<<endl;
  }

}

【问题讨论】：

你会如何想象浮点值溢出的样子？已经在精度失败时？或者不是在浮动表示的绝对最大值出现之前？
我可以考虑使用内联汇编来捕捉它，但我宁愿等着看是否有标准的方法来做到这一点。
您需要在en.cppreference.com/w/cpp/numeric/math/pow 中未指定的哪些错误处理？
AFAIK，标准没有定义返回整数类型的 pow 函数 - 因此您可以使用 std::isnan(answer) 检查返回值。不过，这可能取决于实现。在您的情况下， pow(a, b) 会将 a 提升为加倍并返回加倍。

标签： c++ overflow undefined-behavior

【解决方案1】：

我知道这不是您要问的，但您可以编写自己的 pow 函数来检查结果是否小于前一个。

【讨论】：

【解决方案2】：

由于 pow 返回一个 double，它的范围比 int 或 long long int 大得多，因此您可以：

bool exponentiation_overflows(int a, int b) {
    return pow(a, b) > double(MAXINT); // or double(MAXLONGLONG)
}

【讨论】：

【解决方案3】：

[...] int 或 long long int。

自 C++11 起，标准函数 std::pow 对整数数字有特定的重载。

在这种情况下，您的参数将转换为 double 的表示形式。

有没有办法捕捉溢出[...]

是的，标准函数已经提供了错误处理机制。

如果溢出：

如果由于溢出导致极点错误或范围错误，则返回±HUGE_VAL、±HUGE_VALF或±HUGE_VALL。

所以你的代码应该是这样的：

#include <cmath>

void pow_wrapper(const int base, const int exp) {
  const double result = std::pow(base, exp);
  if (result == HUGE_VAL) {
    // overflow detected
  }
}

【讨论】：