如何在浮点计算中得到-0结果并与C#中的+0区分开来？

Question

MSDN 文档提到 double 类型包含负零。 但是，-1.0 / double.PositiveInfinity 和 -double.Epsilon / 2 似乎都返回正常的 0（并且比较等于它）。 我怎样才能得到-0？

Answer 1

这是一个在不检查位的情况下区分两者的实际示例。 MSDN 链接此处和此处 帮助我构建了这个示例。

static void Main(string[] args)
{
    float a = 5 / float.NegativeInfinity;
    float b = 5 / float.PositiveInfinity;
    float c = 1 / a;
    float d = 1 / b;
    Console.WriteLine(a);
    Console.WriteLine(b);
    Console.WriteLine(c);
    Console.WriteLine(d);
}

输出：

0
0
-Infinity
Infinity

请注意，对于比较、输出等，-0 和 0 看起来都是相同的。但是如果你用 1 除以它们，你会得到 -Infinity 或 Infinity，具体取决于你有哪个零。

Answer 2

负零与数字以二进制存储的方式有关，而不是数学计算中任何实际可实现的结果。

在浮点存储中，最高位通常用于表示符号。 这留下了 31 位数据（以 32 位浮点值表示），因此实际上有两种零表示形式。

00000000 00000000 00000000 00000000
或者
00000000 00000000 00000000 00000001

两者均表示零，但符号位设置为负数。

当然，当您增加最大可能的正数时，通常会发生这种情况，它会溢出回负零。

然而，在 .net 中，我认为默认情况下该类型会进行溢出检查，并会抛出异常而不是让您溢出，因此真正存档此值的唯一方法是直接设置它。 此外，-0 应该始终等于 +0。

Wikipeida 上有更多相关信息

Answer 3

一种方法是使用 BitConverter.GetBytes。 如果检查字节，您将看到该值的符号位实际上已设置，表明其为负值。

byte[] zeroBytes = BitConverter.GetBytes(zero);
byte[] negZeroBytes = BitConverter.GetBytes(negZero);

bool sameBytes = zeroBytes[7] == negZeroBytes[7];

Answer 4

尝试这个。 如果 pz 是正零并且 nz 是负零：

Double.PositiveInfinity/pz => Double.PositiveInfinity
Double.PositiveInfinity/nz => Double.NegativeInfinity

我从 ECMA C# 规范。

您可以通过将任何正数除以负无穷大来获得负零：

10.0/Double.NegativeInfinity

Answer 5

检查后，我发现 -1.0 / double.PositiveInfinity 确实返回-0。 事实上，1.0 / (-1.0 / double.PositiveInfinity) 返回-infinity。