捕获数学函数异常
作者: 江汉石油学院计算机系 周云才
假如我们要用一个数学函数，比如反正弦函数asin(x)，如果变元x的值是由用户提供或某个中间结果，则在调用时必须判断其取值范围是合理，是否满|x|<=1？即
if(fabs(x)<=1)
y=asin(x);
else
y=…
对数函数也可作类似的处理。但是如果遇到幂函数pow(x,y)时，问题就不那么简单了。仔细分析将发现：
y
x
负小数
负整数
0
整数
小数
负小数
无意义
有意义
有意义
有意义
无意义
负整数
无意义
有意义
有意义
有意义
无意义
0
无意义
无意义
有意义
有意义
有意义
整数
有意义
有意义
有意义
有意义
有意义
小数
有意义
有意义
有意义
有意义
有意义
例如：pow（-1.2，-1.2）=-1.#IND。如果要编程处理，至少需要六个if语句。即使如此，也有麻烦：如何判断一个double型的变元的值是整数还是小数？
为了处理数学函数运算中出现的异常，VC++提供了一个函数_mather，其原型在<math.h>中： int _matherr( struct _exception *except );
为了利用此函数，只需在应用数学函数的地方定义一个这样的函数，例如#include <math.h
#include <stdio.h
void main()
{
double x,y,z;
x=-1.23;
y=-1;
z=pow(x,y);
printf("%g\n",z);
y=-1.1;
z=pow(x,y);
printf("%g\n",z);
}
int _matherr(struct _exception *except)
{
char* errorString[] = {"_DOMAIN","_SING", "_OVERFLOW", "_PLOSS",
"_TLOSS", "_UNDERFLOW"};
printf("Error function name is %s\n",except-name);
printf("The varianbles arg1=%g,arg2=%g\n",except-arg1,except-arg2);
printf("The error type = %s\n",errorString[except-type]);
printf("The error value=%g\n",except-retval);
except-retval=1234;
printf("After handling error value=%g\n",except-retval);
return 1;
}
编译、运行，结果为
-0.813008
Error function name is pow
The varianbles arg1=-1.23,arg2=-1.1
The error type = _SING
The error value=-1.#IND
After handling error value=1234
1234
Press any key to continue
第一行为-1.23的倒数，第二～六两行是_matherr函数的输出，第七行是主函数的输出。
也许有人会说，main函数并没有调用_matherr函数，为什么会出现这种情况呢？这就是VC++编译器为我们做的事情了。它很有可能在数学函数中设置了跳转来实现异常处理，当数学库中的符点函数探测到一个错误时，就调用此函数。下面是有关_matherr函数的一些说明：
1、返回值：类型是整型的。按惯例，0返回值用来标志一个错误，非0值标志成功。如果返回0，则错误信息可被显示，错误序号被正确设置。如果返回非0值，没有显示错误信息，错误序号也保持不变。
2、参数：except指针指向一个包含错误信息的结构 struct _exception。
_exception结构包含有如下数据成员：
int type 异常类型；
char *name 出错函数名；
double arg1, arg2 函数的第一和第二（如果有的话）参数；
double retval 函数的返回值。
注意：数学函数的错误类型定义如下：
_DOMAIN 变元定义域错误；
_SING 变元奇异点错误；
_OVERFLOW 溢出错误；
_PLOSS 精度部分遗失；
_TLOSS 精度丢失;
_UNDERFLOW 下溢错误，结果太小，无发表示。
下面是MSDN给我们提供的一个示例供大家参考：
/* MATHERR.C illustrates writing an error routine for math
* functions. The error function must be:
* _matherr
*/
#include <math.h
#include <string.h
#include <stdio.h
void main()
{
/* Do several math operations that cause errors. The _matherr
* routine handles _DOMAIN errors, but lets the system handle
* other errors normally.
*/
printf( "log( -2.0 ) = %e\n", log( -2.0 ) );
printf( "log10( -5.0 ) = %e\n", log10( -5.0 ) );
printf( "log( 0.0 ) = %e\n", log( 0.0 ) );
}
/* Handle several math errors caused by passing a negative argument
* to log or log10 (_DOMAIN errors). When this happens, _matherr
* returns the natural or base-10 logarithm of the absolute value
* of the argument and suppresses the usual error message.
*/
int _matherr( struct _exception *except )
{
/* Handle _DOMAIN errors for log or log10. */
if( except-type == _DOMAIN )
{
if( strcmp( except-name, "log" ) == 0 )
{
except-retval = log( -(except-arg1) );
printf( "Special: using absolute value: %s: _DOMAIN "
"error\n", except-name );
return 1;
}
else if( strcmp( except-name, "log10" ) == 0 )
{
except-retval = log10( -(except-arg1) );
printf( "Special: using absolute value: %s: _DOMAIN "
"error\n", except-name );
return 1;
}
}
else
{
printf( "Normal: " );
return 0; /* Else use the default actions */
}
}
输出结果
Special: using absolute value: log: _DOMAIN error
log( -2.0 ) = 6.931472e-001
Special: using absolute value: log10: _DOMAIN error
log10( -5.0 ) = 6.989700e-001
Normal: log( 0.0 ) = -1.#INF00e+000
作者信息:
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