ldexp, ldexpf, ldexpl

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在标头 <math.h> 定义
float       ldexpf( float arg, int exp );
 (1) (C99 起)
double      ldexp( double arg, int exp );
 (2)
long double ldexpl( long double arg, int exp );
 (3) (C99 起)
在标头 <tgmath.h> 定义
#define ldexp( arg, exp )
 (4) (C99 起)
1-3) 将浮点值 arg 乘以 2 的 exp 次幂。
4) 泛型宏：若 arg 拥有 long double 类型，则调用 ldexpl。否则，若 arg 拥有整数类型或 double 类型，则调用 ldexp。否则调用 ldexpf。

参数

arg - 浮点值
exp - 整数值

返回值

若不出现错误，则返回 arg 乘 2 的 exp 次幂（arg×2exp
）。

若出现上溢所致的值域错误，则返回 ±HUGE_VAL、±HUGE_VALF 或 ±HUGE_VALL。

若出现下溢所致的值域错误，则返回（舍入后的）正确结果。

错误处理

报告 math_errhandling 中指定的错误。

若实现支持 IEEE 浮点算术（IEC 60559），则

  • 决不引发 FE_INEXACT，除非出现值域错误（结果准确）
  • 忽略当前舍入模式，除非出现值域错误
  • 若 arg 为 ±0，则返回不修改的参数
  • 若 arg 为 ±∞，则返回不修改的参数
  • 若 exp 为 0，则返回不修改的 arg
  • 若 arg 为 NaN，则返回 NaN

注解

二进制系统上（其中 FLT_RADIX 为 2），ldexp 等价于 scalbn。

函数 ldexp（“加载指数”）与其对偶 frexp 能一同用于操纵浮点数的表示，而无需直接的位操作。

多数实现上，ldexp 效率低于用通常算术运算符乘或除以二的幂。

示例

#include <errno.h>
#include <fenv.h>
#include <float.h>
#include <math.h>
#include <stdio.h>
// #pragma STDC FENV_ACCESS ON
 
int main(void)
{
    printf("ldexp(7, -4) = %f\n", ldexp(7, -4));
    printf("ldexp(1, -1074) = %g (double 的最小非正规正值)\n",
            ldexp(1, -1074));
    printf("ldexp(nextafter(1,0), 1024) = %g (double 的最大有限值)\n",
            ldexp(nextafter(1,0), 1024));
    // 特殊值
    printf("ldexp(-0, 10) = %f\n", ldexp(-0.0, 10));
    printf("ldexp(-Inf, -1) = %f\n", ldexp(-INFINITY, -1));
 
    // 错误处理
    errno = 0; feclearexcept(FE_ALL_EXCEPT);
    printf("ldexp(1, 1024) = %f\n", ldexp(1, 1024));
    if (errno == ERANGE)
        perror("    errno == ERANGE");
    if (fetestexcept(FE_OVERFLOW))
        puts("    FE_OVERFLOW raised");
}

可能的输出：

ldexp(7, -4) = 0.437500
ldexp(1, -1074) = 4.94066e-324 (double 的最小非正规正值)
ldexp(nextafter(1,0), 1024) = 1.79769e+308 (double 的最大有限值)
ldexp(-0, 10) = -0.000000
ldexp(-Inf, -1) = -inf
ldexp(1, 1024) = inf
    errno == ERANGE: Numerical result out of range
    FE_OVERFLOW raised

引用

  • C23 标准（ISO/IEC 9899:2024）：
  • 7.12.6.6 The ldexp functions （第 TBD 页）
  • 7.25 Type-generic math <tgmath.h> （第 TBD 页）
  • F.10.3.6 The ldexp functions （第 TBD 页）
  • C17 标准（ISO/IEC 9899:2018）：
  • 7.12.6.6 The ldexp functions （第 TBD 页）
  • 7.25 Type-generic math <tgmath.h> （第 TBD 页）
  • F.10.3.6 The ldexp functions （第 TBD 页）
  • C11 标准（ISO/IEC 9899:2011）：
  • 7.12.6.6 The ldexp functions （第 244 页）
  • 7.25 Type-generic math <tgmath.h> （第 373-375 页）
  • F.10.3.6 The ldexp functions （第 522 页）
  • C99 标准（ISO/IEC 9899:1999）：
  • 7.12.6.6 The ldexp functions （第 225 页）
  • 7.22 Type-generic math <tgmath.h> （第 335-337 页）
  • F.9.3.6 The ldexp functions （第 459 页）
  • C89/C90 标准（ISO/IEC 9899:1990）：
  • 4.5.4.3 The ldexp function

参阅

(C99)(C99)
 将数拆分成有效数字和 2 的幂次
(函数)
(C99)(C99)(C99)(C99)(C99)(C99)
 高效计算一个数乘 FLT_RADIX 的幂
(函数)