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整數除以零會觸發浮點異常嗎？

Linda Hamilton

Dec 07, 2024 am 03:03 AM

Can Integer Division by Zero Trigger a Floating-Point Exception?

整數除以零和浮點異常

在另一次討論中，用戶在其C 代碼中遇到了“浮點錯誤”，儘管整數被零除是實際問題。這引發了關於整數除以零運算是否會引起浮點異常的爭論。

傳統上，整數除以零被視為產生整數異常（IA-32 上的 #DE 和AMD64），而浮點除零會觸發浮點異常（中斷 16 或 19）。然而，有些平台偏離了這個約定。

POSIX 和整數除法

根據 POSIX 標準，整數運算元的除零運算必須產生 SIGFPE 訊號，該訊號指示浮點異常。這意味著在 POSIX 系統上，整數除以零將被報告為浮點異常。

GNU/Linux 和 SIGFPE

對於許多使用 GNU C 函式庫 (glibc) 的 Linux 系統， SIGFPE 透過 siginfo_t 物件的 si_code 欄位提供附加資訊。對於整數除以零，此欄位的值為 FPE_INTDIV_TRAP。

Windows 和整數除法

關於 Windows 如何處理整數除以零異常的資訊並不容易取得。 Windows 可能會使用不同的異常類型或將不同的算術異常打包到類似 Unix 的單一類別中。

IEEE754 除零語意

與整數算術相反，IEEE754浮點標準定義了除零運算的特定行為：

0.0/0.0 結果NaN（非數字）
有限x / 0.0 結果為/-Inf（無窮大），符號為x

浮點異常的屏蔽和偵測

在大多數作業系統和C ABI 中，預設會封鎖使用者空間進程的浮點異常。這允許透過計算傳播錯誤值（NaN 和 Inf），而不會導致陷阱。

整數溢位和黏性標誌

已提出「黏性」整數溢位標誌的建議記錄計算序列期間的溢位。然而，整數溢位偵測方法因體系結構而異，x86 在每次計算後都需要條件分支，而 MIPS 提供了用於捕獲有符號溢位的特定指令。

結論

整數除法的行為 -零和浮點異常的處理因平台而異。雖然某些系統（例如 POSIX 系統）將整數除以零視為浮點異常，但其他系統可能會區分它們。在偵錯此類問題時，了解目標平台上的特定錯誤報告機制非常重要。

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陳述

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