捕獲數學函數異常

假如我們要用一個數學函數，比如反正弦函數asin(x)，如果變元x的值是由用戶提供或某個中間結果，則在調用時必須判斷其取值范圍是合理，是否滿|x|<=1？即

if(fabs(x)<=1)
　 y=asin(x);
else
　 y=…

對數函數也可作類似的處理。但是如果遇到冪函數pow(x,y)時，問題就不那麼簡單了。仔細分析將發現：

y
x 負小數 負整數 0 整數 小數 負小數 無意義 有意義 有意義 有意義 無意義 負整數 無意義 有意義 有意義 有意義 無意義 0 無意義 無意義 有意義 有意義 有意義 整數 有意義 有意義 有意義 有意義 有意義 小數 有意義 有意義 有意義 有意義 有意義

例如：pow（-1.2，-1.2）=-1.#IND。如果要編程處理，至少需要六個if語句。即使如此，也有麻煩：如何判斷一個double型的變元的值是整數還是小數？

為了處理數學函數運算中出現的異常，VC++提供了一個函數_mather，其原型在<math.h>中：

int _matherr( struct _exception *except );

為了利用此函數，只需在應用數學函數的地方定義一個這樣的函數，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;
}

編譯、運行，結果為

-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

第一行為-1.23的倒數，第二～六兩行是_matherr函數的輸出，第七行是主函數的輸出。

也許有人會說，main函數並沒有調用_matherr函數，為什麼會出現這種情況呢？這就是VC++編譯器為我們做的事情了。它很有可能在數學函數中設置了跳轉來實現異常處理，當數學庫中的符點函數探測到一個錯誤時，就調用此函數。下面是有關_matherr函數的一些說明：

1、返回值：類型是整型的。按慣例，0返回值用來標志一個錯誤，非0值標志成功。如果返回0，則錯誤信息可被顯示，錯誤序號被正確設置。如果返回非0值，沒有顯示錯誤信息，錯誤序號也保持不變。

2、參數：except指針指向一個包含錯誤信息的結構 struct _exception。

_exception結構包含有如下數據成員：

int type 異常類型；

char *name 出錯函數名；

double arg1, arg2 函數的第一和第二（如果有的話）參數；

double retval 函數的返回值。

注意：數學函數的錯誤類型定義如下：

_DOMAIN 變元定義域錯誤；

_SING 變元奇異點錯誤；

_OVERFLOW 溢出錯誤；

_PLOSS 精度部分遺失；

_TLOSS 精度丟失;

_UNDERFLOW 下溢錯誤，結果太小，無發表示。

下面是MSDN給我們提供的一個示例供大家參考：

/* 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 */
    }
}

輸出結果

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

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