C++ fma() 函数

在本文中，我们将讨论 C++ 中的 fma() 函数，包括其语法、参数和示例。

引言

C++ 函数 fma() 设计用于执行融合乘加运算，将 (x * y) + z 作为单个组合操作进行计算，从而减少因分别执行乘法和加法可能产生的舍入误差。此功能在对精度要求严格的数值应用中特别有用。

语法

它具有以下语法：

参数

它具有以下参数：

x：乘数。

y：乘数。

z：加数。

返回值： 融合乘加运算的结果：(x * y) + z。

它遵循融合乘加方法，而不会损失过程精度。fma-c 函数计算 (x * y) + z 的值比在 C++ 程序中使用这个显式函数更快。自 C++11 起，fma-c 的返回类型已更改为 long double；如果其中一个参数是 long double，则返回类型为 double 或 float，具体取决于参数。

Fma() 原型 [自 C++11 标准起]

这意味着 FMA 对 float 和 double 类型都进行了重载。该函数接受三个参数（x、y 和 z），并以更高的精度执行 (x * y) + z 的操作，且不会出现如果乘法和加法分开进行时会发生的舍入误差。如果我们需要对整数进行操作，可能需要在使用 fma 函数之前将它们转换为浮点类型。请注意，fma 是一个相对底层的函数，并非在所有情况下都需要。在许多情况下，普通的乘法和加法运算已经足够，并且可以由编译器进行适当的优化。Fma 的使用通常在对精度要求严格的数值应用中更为关键。

fma() 原型中的错误处理

fma() 函数本身通常不包含特殊的错误处理功能。其主要目的是提供一个没有中间舍入的融合乘加函数。然而，当 fma() 函数在更广泛的应用中使用时，应考虑处理可能的浮点异常或特殊情况错误。以下是使用 fma 或其他浮点函数时错误处理的一些通用注意事项。

• 浮点异常

在数学运算期间，可能会引发浮点异常，如上溢、下溢、除以零和无效操作。在 C++ 中，我们可以使用 <cfenv> 头文件中的 std::fetestexcept 和 std::feclearexcept 函数来指定如何处理这些异常。

示例

让我们举一个例子来说明 C++ 中 fma() 函数的用法。

输出

Overflow occurred!

• 特殊情况

考虑特殊情况，例如处理某些操作可能产生的 NaN（非数字）或 Inf（无穷大）。

示例

输出

Result is NaN!

• 检查输入值

在调用 fma 函数之前检查输入值的有效性是一个好习惯，以避免意外行为。

示例

程序

让我们举一个例子来说明 C++ 中 fma() 函数的用法。

输出

Values of x,y,z are :2,3,4
fma(x,y,z) : 10 

说明

#include<iostream>

此行包含了执行 I/O 操作所需的 I/O 流库。

#include <math>

此行包含了用于数学运算的数学库。fma（融合乘加）函数是数学库的一部分。

using namespace std

此行表示程序使用来自命名空间 std（标准）的元素。它允许使用标准的 C++ 函数而无需每次都指定命名空间。

int main () {/* ... */ }

这是主函数，程序的执行从这里开始。

int x = 2;

int y = 3;

int z = 4; 这几行声明并初始化了三个整数变量 x、y 和 z，值分别为 2、3 和 4。

x、y 和 z 的值是 " x" 和 "y" 和 "z" std::endl;：此行将 x、y 和 z 的值打印到控制台。

cout "fma (x, y, z): " fma(x, y, z);

此行使用 fma 函数计算 x、y 和 z 的乘积之和，并将结果打印到控制台。

return 0;

它表示程序成功运行，并向操作系统返回 0。此代码的主要目的是演示 fma 函数的用法，该函数执行融合乘加运算。之后，结果与 x、y 和 z 的初始值一起被打印到控制台。