为什么 double.IsNegative(double.NaN) return 为真？

Question

为什么 double.IsNegative(double.NaN) 意外地 return true 而 double.NaN < 0 return 却如预期的那样 false？

Answer 1

IEEE754 定义浮点数。最高位用来定义符号，0为正，1为负。

通过一些挖掘，double.NaN 似乎在二进制中表示为 0xFFF8000000000000（并且在某种程度上在代码中表示为 0.0 / 0.0）。

double.IsNegative(double d) 只检查最高位，不涉及任何实际数学运算。因此，NaN 被解释为负值。同时，如果在二进制比较中使用 double.NaN 将始终产生 false：

double.NaN < 0.0  //false
double.NaN > 0.0  //false
double.NaN <= 0.0 //false
double.NaN >= 0.0 //false
double.NaN == 0.0 //false

Answer 2

嗯，根据 refrence source，double.IsNegative 只是检查 最高有效位 :

    [Pure]
    [System.Security.SecuritySafeCritical]  // auto-generated
    internal unsafe static bool IsNegative(double d) {
        return (*(UInt64*)(&d) & 0x8000000000000000) == 0x8000000000000000;
    }

在 double.NaN 的情况下，设置了最高有效位 :

    11111111 11111000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000   
    ||           ||                                                       |
    |<-   Exp   -><-                     Mantissa                        ->
    Sign

这就是为什么 double.IsNegative returns true

当我们输入 < 或 > FPU 命令时 used 知道 所有的指数是一种特殊的浮点值，应该以特殊的方式处理。

与 Single.NaN 的图片完全相同。

注意，我们可以构造另一个奇怪的值，负零:

    10000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000   
    ||           ||                                                       |
    |<-   Exp   -><-                          Mantissa                   ->
    Sign

请看：

  double negativeZero = BitConverter.ToDouble(new byte[] { 
    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 128
  });

  Console.WriteLine(negativeZero == 0 ? "Zero" : "???");

  Console.WriteLine(double.IsNegative(negativeZero) ? "Negative" : "???");

为什么 double.IsNegative(double.NaN) return 为真？

Why does double.IsNegative(double.NaN) return true?

c#

floating-point

double