float类型中NaN和Inf是什么

做嵌入式的同学应该知道，c语言中int的大小，是和平台有关的，有的占4字节，有的占2字节。所以我们对有期望长度的变量，很少直接用int定义，而更多用uint8_t, uint16_t, uint32_t。但到了float，我们为什么没有float16_t, float32_t这样的类型呢？因为float是有标准的，就是32位占4字节，这就是IEEE-754标准。

IEEE-754标准

简单的说一下吧，说太细很枯燥。IEEE-754标准将float分成了三部分，符号位（S）、指数（E）和尾数（F），一共4字节，32位。

符号位	指数	尾数
S	EEEEEEEE	FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
1位	8位	23位

符号位：0为正，1为负。
指数：用补码表示，可表示[-127, 128]的指数。
尾数：用二进制表示小数部分。
好，了解到这里就差不多了。当然这里说的都是float，也就是单精度浮点数。还有双精度浮点数，也就是double。
一般在实际使用中，我们就算在内存中读到浮点数，也不会直接通过16进制转2进制再还原成浮点数，最方便的还是使用在线转换工具啦。
下面进入正题，讲一些特殊值。

零值

指数全为0，尾数全为0，符号位任意，于是有了0和-0，且0==-0。所以当我们使用memset()的时候，是能给float初始化成0的。

符号位	指数	尾数
S	EEEEEEEE	FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
0/1	00000000	0000000 00000000 00000000

NaN

指数全为1，尾数非0。

符号位	指数	尾数
S	EEEEEEEE	FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
0/1	11111111	1111111 11111111 11111111

NaN是Not A Number的意思，在未定义的算术运算结果会出现，比如x/0。注意，说明是尾数非0，表格中填的全是1，但实际以各平台实现为准，代码判断如下：

if((fnum&0x7F800000)==0x7F800000 && (fnum&0x7FFFFF)!=0) {
    printf("is NaN\n");
}

无穷值（Infinity）

指数全为1，尾数全为0，符号位任意，有正无穷和负无穷。

符号位	指数	尾数
S	EEEEEEEE	FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
0/1	11111111	0000000 00000000 00000000

代码判断如下：

if(fnum==0x7F800000) {
    printf("is +Inf\n");
}
else if(fnum==0xFF800000) {
    printf("is -Inf\n");
}

标准c库中的支持

#include <math.h>

void float_test(void)
{
    float num1 = 1.256f;
    float num2 = NAN;
    float num3 = INFINITY;
    float num4 = num1/0;

    printf("num1:%f isnan:%d isinf:%d\n", num1, isnan(num1), isinf(num1));
    printf("num2:%f isnan:%d isinf:%d\n", num2, isnan(num2), isinf(num2));
    printf("num3:%f isnan:%d isinf:%d\n", num3, isnan(num3), isinf(num3));
    printf("num4:%f isnan:%d isinf:%d\n", num4, isnan(num4), isinf(num4));
}

最后多说几句

有一个有趣的地方，上面的示例中用了printf打印%f，首先很多嵌入式工程都不推荐使用c库实现的printf，然后是各种各样的其他库提供了printf的实现。然后呢，有的库其实不支持%f的格式，毕竟在有的芯片上，浮点数都是要求尽量少使用的。再然后，有的库支持了浮点打印，但对NaN、无穷数，并不能打印出"NaN / Inf"之类的字样。而会打印成一个看起来奇怪的浮点数，但是放在一堆混乱的数据里，可能也不显得奇怪了。
所以大家可以在自己常用的项目平台上试试上面的代码，看看printf的支持程度怎么样。当然，以后有空我也会出一篇文章专门讲怎么实现printf的。就比如想偷懒，以为引入SEGGER_RTT_printf就能解决调试信息打印的问题，却发现不支持浮点打印，也是挺遗憾的。

printf("关注这里，获取首发 segmentfault.com/u/yinyineal/articles \n");