为什么 printf("%d",1/0.0) 的输出为 0？答案

【问题标题】：Why the output of printf("%d",1/0.0) is 0?为什么 printf("%d",1/0.0) 的输出为 0？
【发布时间】：2013-12-03 03:31:33
【问题描述】：

我使用 代码块。

当代码是：

printf("%d",1/0);

程序无法运行，出现错误。但是当我写这个时：

printf("%d",1/0.0);

程序可以运行，输出为0。我想知道为什么。

【问题讨论】：

下面这些人都没有告诉你的是，浮点变量中存在错误，这些错误非常很小，而且几乎从不为零，由于所谓的浮点错误。这就是 为什么 你会得到价值 inf。这与在 x 接近 0 时取 1/x 的限制相同。您的结果接近无穷大。整数除法 1/0 在数学上只是 1/0。
0.0 同样为零。如果您的浮点硬件设置为将其提升为 1 而不是仅返回 Inf，则浮点除以零可能是错误的。（至少，如果是 758 就可以）。
@JonahNelson：浮点舍入与此问题中的问题行为无关。在支持无穷大的浮点系统中将源文本0.0 转换为零没有错误，执行 1 除以 0 也没有错误；结果是“完全”无穷大，没有舍入误差。观察到“0”输出的原因是 OP 正在打印带有错误说明符 %d 的 double 值。
@hobbs：这里与硬件无关。这种情况会受到常量折叠的影响，任何类似的除法都将在编译时用这种除法的结果代替。这里的问题是编译器在不应该的情况下在这里编译除以零。如果它是 3.0/2.0 - 例如 - 它不会在运行时计算，而是在编译时计算。

标签： c floating-point printf undefined-behavior divide-by-zero

【解决方案1】：

1/0 或 1/0.0 都是未定义的行为：

C11 §6.5.5 乘法运算符

/ 运算符的结果是第一个操作数除以第二; % 运算符的结果是余数。 在这两种操作中，如果第二个操作数的值为零，则行为未定义。

【讨论】：

实际上，我打算选择其他答案之一，因为我认为浮点 1/0 总是给出无穷大。但你是绝对正确的，它是 UB。一旦出现这种情况，您使用什么格式说明符并不重要，损害已经完成:-) +1。我受过教育。
@paxdiablo 这并不完全正确，因为大多数平台都支持 IEEE，所以它很可能会导致 inf 由于错误的格式说明符而继续调用未定义的行为，所以他们两者都很重要。未定义并不意味着实现不能定义它你只需要了解你的实现。我只是希望我能找到一个很好的 IEEE 参考资料，很容易分享。
Shafik，实际上未定义意味着无论实施状态如何，您都不能依赖它。你可能会抱怨一个实现是错误的，如果它声明它返回 inf 然后没有，但它仍然符合标准。其他较小的领域（定义的实现、特定区域等）问题较少。
@paxdiablo：当 C 标准未定义行为时，这仅意味着 C 标准对行为没有要求。这并不意味着您不能依赖实现指定的行为。 C 标准没有定义其使用“未定义”来覆盖实现规范。事实上，C 标准被设计为可通过实现进行扩展。本质上，除了纯计算之外的每个实际程序都使用 C 标准之外的行为（例如，供应商库提供的行为）。
@paxdiablo：没有理由相信，在观察到的关于这个问题的行为中，C 实现违反了它自己的文档。 OP 报告的行为完全可以通过%d 被错误地用于打印double 的事实来解释。它几乎肯定不是由浮点除以零引起的。

【解决方案2】：

标准部分草案6.5.5 乘法运算符第5段说，您正在调用undefined behavior的两种不同形式的一种除以零（强调我的）：

/ 运算符的结果是第一个操作数除以第二; % 运算符的结果是余数。在这两种操作中，如果第二个操作数的值为零，则行为未定义。

第二次在 printf 中使用了错误的格式说明符，您应该使用 %f，因为 1/0.0 的结果是 double 而不是 int。 C99 草案标准部分 7.19.6.1 fprintf 函数 也涵盖了第 9 段中的 pritnf 说：

如果转换规范无效，则行为未定义。248) 如果任何参数不是相应转换规范的正确类型，则行为是不明确的。

虽然如果实现支持 IEEE 754 浮点除以零应该导致 +/- inf。和0/0.0 将产生NaN。需要注意的是，依赖于 __STDC_IEC_559__ 的定义可能无法正常工作，正如我在此 comment 中所指出的那样。

【讨论】：

【解决方案3】：

理论上，1/0.0 的结果在 C 实现中可能是未定义的，因为它在 C 标准中是未定义的。但是，在您使用的 C 实现中，结果可能是无穷大的。这是因为大多数常见的 C 实现（大部分）使用 IEEE 754 进行浮点运算。

在这种情况下，您看到输出的原因是1/0.0 具有double 类型，但您使用%d 打印它，这需要int 类型。您应该使用接受double 类型的说明符打印它，例如%g。

【讨论】：