MATHERR(3)

ИМЯ
matherr - библиотека SVID для обработки математических исключений

ОБЗОР
#include <math.h>
int matherr(struct exception *exc);
extern _LIB_VERSION_TYPE _LIB_VERSION;

Требования макроса тестирования свойств для glibc (смотрите feature_test_macros(7)):
significand(), significandf(), significandl():
     /* начиная с glibc 2.19: */ _DEFAULT_SOURCE
            || /* в версии glibc <= 2.19: */ _SVID_SOURCE

Компонуется при указании параметра -lm.

ОПИСАНИЕ
В System V Interface Definition (SVID) определено какие математические функции должны вызывать функцию matherr(), если обнаруживается математическое исключение. Эта функция вызывает до возврата из самой математической функции; после возврата из matherr() система возвращается в математическую функцию, которая, в свою очередь, возвращает управление вызывающему. Механизм matherr() поддерживается в glibc, но в настоящее время он устарел: новые приложения должны использовать методы, описанные в math_error(7) и fenv(3). В данной странице описан метод glibc matherr() как средство для поддержания и переноса старых приложений. Чтобы задействовать matherr(), программист должен определить макрос тестирования свойств _SVID_SOURCE (до включения каких-либо заголовочных файлов) и присвоить значение _SVID_ внешней переменной _LIB_VERSION. Система предоставляет matherr() как версию по умолчанию. Эта версия ничего не делает возвращает ноль (назначение этого смотрите далее). Версия по умолчанию matherr() может быть перезаписана версией программиста, которая будет вызываться при возникновении исключений. Функция вызывается с одним аргументом, указателем на структуру exception, определённую следующим образом:
struct exception {
    int    type;      /* тип исключения */
    char  *name;      /* имя функции, вызвавшей исключение */
    double arg1;      /* 1-й аргумент функции */
    double arg2;      /* 2-й аргумент функции */
    double retval;    /* значение, возвращаемое функцией */
}

В поле type может быть одно из следующих значений:

DOMAIN
    Произошла ошибка области (аргумент функции вне диапазона, для которого определена функция). Возвращаемое значение зависит от функции; errno присваивается EDOM.

SING
    Произошла ошибка особой точки (результат функции равен бесконечности). Возвращаемое значение, в большинстве случаев, равно HUGE (самое большое число с плавающей запятой одинарной точности) с соответствующим знаком. В большинстве случаев, errno присваивается EDOM.

OVERFLOW
    Возникло переполнение. В большинстве случаев, возвращается значение HUGE и errno присваивается ERANGE.

UNDERFLOW
    Произошла потеря значимости. Возвращается 0.0 и errno присваивается ERANGE.

TLOSS
    Полная потеря значимости. Возвращается 0.0 и errno присваивается ERANGE.

PLOSS
    Частичная потеря значимости. Это значение не используется в glibc (и многих других системах).

Поля arg1 и arg2 это значения аргументов, переданных функции (arg2 не определено для функций, у которых только один аргумент). В поле retval указывается возвращаемое значение, которое математическая функция вернёт вызывающему. Написанная программистом matherr() может изменить этого поле, чтобы вернуть другое значение из математической функции. Если функция matherr() возвращает ноль, то система изменяет errno как описано выше и может вывести сообщение об ошибке в стандартный поток ошибок (смотрите далее). Если функция matherr() возвращает ненулевое значение, то система не изменяет errno и не печатает сообщение об ошибке.

  Математические функции, которые используют matherr()
В таблице далее перечислены функции и обстоятельства вызова matherr(). В столбце «тип» показано значение, назначаемое exc->type, когда вызывается matherr(). В столбце «результат» содержится возвращаемое значение по умолчанию. назначаемое exc->retval. В столбцах «сообщение?» и «errno» описано поведение по умолчанию, если matherr() возвращает ноль. Если в «сообщение?» указано «y», то система выводит сообщение об ошибке в стандартный поток ошибок. В таблице используются следующие обозначения и сокращения:
    x        первый аргумент функции
    y        второй аргумент функции
    fin      конечное значение аргумента
    neg      отрицательное значение аргумента
    int      целочисленное значение аргумента
    o/f      переполнение результата
    u/f      потеря значимости результата
    |x|      абсолютное значение x
    X_TLOSS  константа, определённая в <math.h>
функция | тип | результат | Сообщение? | errno
acos(|x|>1) | DOMAIN | HUGE | y | EDOM
asin(|x|>1) | DOMAIN | HUGE | y | EDOM
atan2(0,0) | DOMAIN | HUGE | y | EDOM
acosh(x<1) | DOMAIN | NAN | y | EDOM
atanh(|x|>1) | DOMAIN | NAN | y | EDOM
atanh(|x|==1) | SING | (x>0.0)? | y | EDOM
 |  | HUGE_VAL :
 |  | -HUGE_VAL
cosh(fin) o/f | OVERFLOW | HUGE | n | ERANGE
sinh(fin) o/f | OVERFLOW | (x>0.0) ? | n | ERANGE
 |  | HUGE : -HUGE
sqrt(x<0) | DOMAIN | 0.0 | y | EDOM
hypot(fin,fin) o/f | OVERFLOW | HUGE | n | ERANGE
exp(fin) o/f | OVERFLOW | HUGE | n | ERANGE
exp(fin) u/f | UNDERFLOW | 0.0 | n | ERANGE
exp2(fin) o/f | OVERFLOW | HUGE | n | ERANGE
exp2(fin) u/f | UNDERFLOW | 0.0 | n | ERANGE
exp10(fin) o/f | OVERFLOW | HUGE | n | ERANGE
exp10(fin) u/f | UNDERFLOW | 0.0 | n | ERANGE
j0(|x|>X_TLOSS) | TLOSS | 0.0 | y | ERANGE
j1(|x|>X_TLOSS) | TLOSS | 0.0 | y | ERANGE
jn(|x|>X_TLOSS) | TLOSS | 0.0 | y | ERANGE
y0(x>X_TLOSS) | TLOSS | 0.0 | y | ERANGE
y1(x>X_TLOSS) | TLOSS | 0.0 | y | ERANGE
yn(x>X_TLOSS) | TLOSS | 0.0 | y | ERANGE
y0(0) | DOMAIN | -HUGE | y | EDOM
y0(x<0) | DOMAIN | -HUGE | y | EDOM
y1(0) | DOMAIN | -HUGE | y | EDOM
y1(x<0) | DOMAIN | -HUGE | y | EDOM
yn(n,0) | DOMAIN | -HUGE | y | EDOM
yn(x<0) | DOMAIN | -HUGE | y | EDOM
lgamma(fin) o/f | OVERFLOW | HUGE | n | ERANGE
lgamma(-int) или | SING | HUGE | y | EDOM
lgamma(0)
tgamma(fin) o/f | OVERFLOW | HUGE_VAL | n | ERANGE
tgamma(-int) | SING | NAN | y | EDOM
tgamma(0) | SING | copysign( | y | ERANGE
 |  | HUGE_VAL,x)
log(0) | SING | -HUGE | y | EDOM
log(x<0) | DOMAIN | -HUGE | y | EDOM
log2(0) | SING | -HUGE | n | EDOM
log2(x<0) | DOMAIN | -HUGE | n | EDOM
log10(0) | SING | -HUGE | y | EDOM
log10(x<0) | DOMAIN | -HUGE | y | EDOM
pow(0.0,0.0) | DOMAIN | 0.0 | y | EDOM
pow(x,y) o/f | OVERFLOW | HUGE | n | ERANGE
pow(x,y) u/f | UNDERFLOW | 0.0 | n | ERANGE
pow(NaN,0.0) | DOMAIN | x | n | EDOM
0**neg | DOMAIN | 0.0 | y | EDOM
neg**non-int | DOMAIN | 0.0 | y | EDOM
scalb() o/f | OVERFLOW | (x>0.0) ? | n | ERANGE
 |  | HUGE_VAL :
 |  | -HUGE_VAL
scalb() u/f | UNDERFLOW | copysign( | n | ERANGE
 |  | 0.0,x)
fmod(x,0) | DOMAIN | x | y | EDOM
remainder(x,0) | DOMAIN | NAN | y | EDOM

АТРИБУТЫ
Описание терминов данного раздела смотрите в attributes(7).
Интерфейс | Атрибут | Значение
matherr() | Безвредность в нитях | MT-Safe

ПРИМЕР
В примере программы показано использование matherr() при вызове log(3). Программа имеет три аргумента командной строки. Первый аргумент — число с плавающей запятой, передаваемое в log(3). Если указан необязательный второй аргумент, то _LIB_VERSION присваивается значение _SVID_ для того, чтобы вызывалась matherr(), и указанное в командной строке целое число используется как возвращаемое значение matherr(). Если указан необязательный третий аргумент, то им определяется альтернативное возвращаемое значение, которое matherr() должна вернуть как результат математической функции. Пример запуска, где в log(3) передаётся аргумент 0.0 и не используется matherr():
$ ./a.out 0.0
errno: Числовой результат вне представимого диапазона
x=-inf
В следующем примере вызывается функция matherr() и возвращает 0:
$ ./a.out 0.0 0
исключение matherr SING в функции log()
        арг:   0.000000, 0.000000
        возвр.знач.: -340282346638528859811704183484516925440.000000
log: SING error
errno: Числовой аргумент вне области функции
x=-340282346638528859811704183484516925440.000000
Сообщение «log: SING error» выдаётся библиотекой Си. В следующем примере вызывается функция matherr() и возвращается не нулевое значение:
$ ./a.out 0.0 1
исключение matherr SING в функции log()
        арг:   0.000000, 0.000000
        возвр.знач.: -340282346638528859811704183484516925440.000000
x=-340282346638528859811704183484516925440.000000
В этом случае библиотека Си не печатает сообщение, и значение errno не изменяется. В следующем примере вызывается функция matherr(), изменяется возвращаемое значение математической функции и возвращается ненулевое значение:
$ ./a.out 0.0 1 12345.0
исключение matherr SING в функции log()
        арг:   0.000000, 0.000000
        возвр.знач.: -340282346638528859811704183484516925440.000000
x=12345.000000

  Исходный код программы
#define _SVID_SOURCE
#include <errno.h>
#include <math.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
static int matherr_ret = 0;     /* значение, которое должна
                                    вернуть matherr() */
static int change_retval = 0;   /* должна ли matherr() изменять
                                   возвращаемое функцией значение? */
static double new_retval;       /* новое значение, возвращаемое
                                   функцией */
int
matherr(struct exception *exc)
{
    fprintf(stderr, "исключение matherr %s в функции %s()\n",
           (exc->type == DOMAIN) ?    "DOMAIN" :
           (exc->type == OVERFLOW) ?  "OVERFLOW" :
           (exc->type == UNDERFLOW) ? "UNDERFLOW" :
           (exc->type == SING) ?      "SING" :
           (exc->type == TLOSS) ?     "TLOSS" :
           (exc->type == PLOSS) ?     "PLOSS" : "???",
            exc->name);
    fprintf(stderr, "        арг:   %f, %f\n",
            exc->arg1, exc->arg2);
    fprintf(stderr, "        возвр.знач.: %f\n", exc->retval);
    if (change_retval)
        exc->retval = new_retval;
    return matherr_ret;
}
int
main(int argc, char *argv[])
{
    double x;
    if (argc < 2) {
        fprintf(stderr, "Использование: %s <арг>"
                " [<рез-matherr> [<рез-нов-функ>]]\n", argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if (argc > 2) {
        _LIB_VERSION = _SVID_;
        matherr_ret = atoi(argv[2]);
    }
    if (argc > 3) {
        change_retval = 1;
        new_retval = atof(argv[3]);
    }
    x = log(atof(argv[1]));
    if (errno != 0)
        perror("errno");
    printf("x=%f\n", x);
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ
fenv(3), math_error(7), standards(7)