"min to max" 均匀实数分布会产生 Inf、-Inf 还是 NaN？

Question

如果我按以下方式生成浮点值：

template <typename T>
T RandomFromRange(T low, T high){
    std::random_device random_device;
    std::mt19937 engine{random_device()};
    std::uniform_real_distribution<T> dist(low, high);
    return dist(engine);
}

template <typename T>
T GetRandom(){
    return RandomFromRange
    (std::numeric_limits<T>::min(),std::numeric_limits<T>::max());
}

//produce floating point values:
auto num1 = GetRandom<float>();
auto num2 = GetRandom<float>();
auto num3 = GetRandom<float>();
//...

我有可能找回 NaN、Inf 或 -Inf 吗？

Answer 1

让我们考虑一下 std::uniform_real_distribution 生成的内容。

Produces random floating-point values i, uniformly distributed on the interval [a, b)

因此，介于std::numeric_limits<foat>::min()和std::numeric_limits<float>::max()之间，包括前者，但不包括后者。这些限制 return 的值是多少？他们分别 return FLT_MIN 和 FLT_MAX。那么，那些是什么？

minimum normalized positive floating-point number

maximum representable finite floating-point number

因为 {positive,negative} 无穷大和 NaN 都不在有限数的范围内，所以不会生成它们。

正如 Christopher Oicles 所指出的，请注意 FLT_MIN 并且推而广之，std::numeric_limits<foat>::min() 是最小的正可表示值。

正如 Chris Dodd 所指出的，如果 [min, max) 的范围超过 std::numeric_limits<float>::max()，那么您将得到未定义的行为，在这种情况下任何输出，包括生成无穷大是可能的。

Answer 2

实际上，这会导致未定义的行为，因为 std::uniform_real_distribution（我拥有的规范草案第 26.5.8.2.2 节）的要求：

explicit uniform_real_distribution(RealType a = 0.0, RealType b = 1.0);
    Requires: a ≤ b and b − a ≤ numeric_limits<RealType>::max().
    Effects: Constructs a uniform_real_distribution object; a and b correspond to
             the respective parameters of the distribution.

您的具体示例将超出 numeric_limits 要求。

现在您可以构建一个 std::uniform_real_distribution<double> 以 std::numeric_limits<float>::min/max 作为边界，并且应该明确定义。您的示例也可能适用于大多数实现（因为它们通常会在内部计算中将浮点数提升为双精度），但它仍然会遇到未定义的行为。

在它不起作用的实现中，我猜想最有可能的失败模式是生成 Inf，因为那是 b-a 会生成的。

"min to max" 均匀实数分布会产生 Inf、-Inf 还是 NaN？

Will "min to max" uniform real distribution produce Inf,-Inf, or NaN?

c++

random

floating-point

nan

uniform-distribution