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C参考手册

数值 | Numerics

fmaf

在头文件<math.h>中定义

float fmaf( float x, float y, float z );

(1)

(自C99)

double fma( double x, double y, double z );

(2)

(自 C99)

long double fmal( long double x, long double y, long double z );

(3)

(自 C99)

#define FP_FAST_FMA /* implementation-defined */

(4)

(自 C99)

#define FP_FAST_FMAF /* implementation-defined */

(5)

(自C99)

#define FP_FAST_FMAL /* implementation-defined */

(6)

(自C99)

在头文件<tgmath.h>中定义

#define fma( x, y, z )

(7)

(自C99)

1-3)计算(x * y)+ z,就像无限精度一样,只舍入一次以适应结果类型。

4-6)如果定义了宏常量FP_FAST_FMAF,FP_FAST_FMA或FP_FAST_FMAL,则相应函数fmaf,fma或fmal的计算速度(除了更精确之外)的计算结果要高于float,double和x * y + z的表达式 长双重论点,分别。 如果定义,这些宏评估为整数1。

7)类型泛型宏:如果任何参数的类型为long double,则调用fmal。 否则,如果任何参数具有整数类型或类型为double,则调用fma。 否则,调用fmaf。

参数

x, y, z

-

floating point values

返回值

如果成功,则返回(x * y)+ z的值,如同计算为无限精度一样,并舍入一次以适合结果类型(或者,也可以计算为单个三元浮点运算)。

如果发生由溢出引起的范围错误,则返回±HUGE_VAL,±HUGE_VALF或±HUGE_VALL。

如果发生由于下溢导致的范围错误,则返回正确的值(舍入后)。

错误处理

按照math_errhandling中的指定报告错误。

如果实现支持IEEE浮点运算(IEC 60559),

  • 如果x是零并且y是无限的或者如果x是无限的并且y是零并且z不是NaN,则返回NaN并且引发FE_INVALID
  • 如果x是零并且y是无限的或者如果x是无限的并且y是零并且z是NaN,则返回NaN并且可以提升FE_INVALID
  • 如果x * y是一个精确的无穷大而z是一个具有相反符号的无穷大,则返回NaN并且引发FE_INVALID
  • 如果x或y是NaN,则返回NaN
  • 如果z是NaN,并且x * y不是0 * Inf或Inf * 0,则返回NaN(不含FE_INVALID)

注意

这种操作通常以硬件实现为融合乘加CPU指令。 如果硬件支持,则应该定义适当的FP_FAST_FMA *宏,但是即使未定义宏,许多实现也会使用CPU指令。

POSIX指定值x * y无效且z是NaN的情况是域错误。

由于其无限的中间精度,fma是其他正确舍入的数学运算的常见构建模块,例如sqrt或甚至除CPU之外的分区(例如Itanium)。

与所有浮点表达式一样,除非#pragma STDC FP_CONTRACT处于关闭状态,否则表达式(x * y)+ z可能会编译为已融合的多重加法。

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <float.h>
#include <fenv.h>
#pragma STDC FENV_ACCESS ON
int main(void)
{
    // demo the difference between fma and built-in operators
    double in = 0.1;
    printf("0.1 double is %.23f (%a)\n", in, in);
    printf("0.1*10 is 1.0000000000000000555112 (0x8.0000000000002p-3),"
           " or 1.0 if rounded to double\n");
    double expr_result = 0.1 * 10 - 1;
    printf("0.1 * 10 - 1 = %g : 1 subtracted after "
           "intermediate rounding to 1.0\n", expr_result);
    double fma_result = fma(0.1, 10, -1);
    printf("fma(0.1, 10, -1) = %g (%a)\n", fma_result, fma_result);
 
    // fma use in double-double arithmetic
    printf("\nin double-double arithmetic, 0.1 * 10 is representable as ");
    double high = 0.1 * 10;
    double low = fma(0.1, 10, -high);
    printf("%g + %g\n\n", high, low);
 
    //error handling
    feclearexcept(FE_ALL_EXCEPT);
    printf("fma(+Inf, 10, -Inf) = %f\n", fma(INFINITY, 10, -INFINITY));
    if(fetestexcept(FE_INVALID)) puts("    FE_INVALID raised");
}

可能的输出:

0.1 double is 0.10000000000000000555112 (0x1.999999999999ap-4)
0.1*10 is 1.0000000000000000555112 (0x8.0000000000002p-3), or 1.0 if rounded to double
0.1 * 10 - 1 = 0 : 1 subtracted after intermediate rounding to 1.0
fma(0.1, 10, -1) = 5.55112e-17 (0x1p-54)
 
in double-double arithmetic, 0.1 * 10 is representable as 1 + 5.55112e-17
 
fma(+Inf, 10, -Inf) = -nan
    FE_INVALID raised

参考

  • C11标准(ISO / IEC 9899:2011):
    • 7.12.13.1 fma函数(p:258)
    • 7.25类型通用数学<tgmath.h>(p:373-375)
    • F.10.10.1 fma函数(p:530)
  • C99标准(ISO / IEC 9899:1999):
    • 7.12.13.1 fma函数(p:239)
    • 7.22类型通用数学<tgmath.h>(p:335-337)
    • F.9.10.1 fma函数(p:466)

扩展内容

remainderremainderfremainderl (C99)(C99)(C99)

计算浮点除法运算的有符号余数(函数)

remquoremquofremquol(C99)(C99)(C99)

计算带符号的余数以及除法操作(函数)的最后三位

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C

C 语言是一门通用计算机编程语言,应用广泛。C 语言的设计目标是提供一种能以简易的方式编译、处理低级存储器、产生少量的机器码以及不需要任何运行环境支持便能运行的编程语言。