sprout::copysignについて

Question

sproutとはC++でconstexpr等を利用してコンパイル時処理を行う際にサポートしてくれるライブラリです
https://github.com/bolero-MURAKAMI/Sprout

それでabs(floating-point)の挙動を理解する目的でこのライブラリを読んでいたのですが、その際sprout::copysignという関数にたどり着きました。

https://github.com/bolero-MURAKAMI/Sprout/blob/master/sprout/math/copysign.hpp

一応
http://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/math/copysign
なんかもみつつ読んでいるのですが

//
// copysign
//
// issue:
//	[ !(SPROUT_USE_BUILTIN_CMATH_FUNCTION || SPROUT_USE_BUILTIN_COPYSIGN_FUNCTION) ]
//	copysign(±x, -0) returns -x for |x| is not 0 .
//		# returns +x . ( same as copysign(}x, +0) )
//	copysign(±x, -NaN) returns -x for |x| is not NaN .
//		# returns +x . ( same as copysign(}x, +NaN) )
//

というコメントが理解できません。issueというからには現状のコードに問題があるのでしょうが・・・。

そもそも-0と+0の区別をこのリンク先のコードではどう実装しているのかがわかりません
-0と+0については
IEEE 754における負のゼロ - Wikipedia
を軽く読んだだけのにわか知識です。

コード中にはNaNかの判定も見られるのでその辺も含め教えていただければ幸いです

Answer 1

こんにちは。

正確なことは、直接、開発者のボレロ村上さんへ聞いてみるのが良いと思いますが、コードをみて推測してみました。

まず、copysignの機能は第１パラメータの符号を第２パラメータの符号に置き換えて返却するものですね。
で、issueの件ですが、SPROUT_USE_BUILTIN_CMATH_FUNCTIONとSPROUT_USE_BUILTIN_COPYSIGN_FUNCTIONの両方が未定義の時に、下記動作をすると書かれているように解釈しました。
1)copysign(±x, -0)は、|x|が0でない場合-xかxを返却する。（本当は-|x|を返却したい）
2)copysign(±x, -NaN)は、|x|がNaNでない場合-xかxを返却する。（本当は-|x|を返却したい）
-xなのかxなのかは処理系で異なるのだと思います。

sprout::math::detail::broken_signbit()で符号判定しているようですが、0やNaNの時は正しく判定できないのだろうと思います。

そもそも-0と+0の区別をこのリンク先のコードではどう実装しているのかがわかりません

sprout::math::detail::builtin_copysign(x, y)側は分かりませんが、そうでない方は-0と+0を区別できない前提で書かれているように見えます。なので、issueが残っているのではないでしょうか？

---

【それはさておき】
下記の記述にびっくり。関数テンプレートは部分特殊化できないので必要な時はクラス・テンプレートを使っていたのですが、オーバーロードとenablerを使って、部分特殊化っぽいことができるのですね。

template<
    typename FloatType,
    typename sprout::enabler_if<std::is_floating_point<FloatType>::value>::type = sprout::enabler
        >
inline SPROUT_CONSTEXPR FloatType
copysign(FloatType x, FloatType y)

Comments

[yumetodo]

回答ありがとうございます。新たな疑問が生まれてしまいました。

1. -0/+0はどう区別するのが一般的か？
http://d.hatena.ne.jp/saiya_moebius/20090124/1232754411
0除算すればいいという噂は聞きましたが・・・

2.+NaNと-NaNはどう区別するのが一般的か？

> オーバーロードとenablerを使って、部分特殊化っぽいことができるのですね。

できるはずなんですが、できるはずなんですが！これをコンパイルエラーにしてくるVisual Studio 2013ぇ・・・。Visual Studio 2015 Update 1はちゃんと通します。

[Chironian]

> 1. -0/+0はどう区別するのが一般的か？

http://d.hatena.ne.jp/saiya_moebius/20090124/1232754411
はC#(というか.NET）情報のようです。言語毎にこの辺は仕様が異なるようなので、C++の場合はまた違うのかも知れませんね。

http://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/math/copysign
> If y is -0, the result is only negative if the implementation supports the signed zero consistently in arithmetic operations.
ここを見ると、どうも-0判定は実装依存ぽいです。

でも、std::signbitは判定できそうな書き方してます。
http://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/math/signbit
> This function detects the sign bit of zeroes, infinities, and NaNs. Along with std::copysign,

> 2.+NaNと-NaNはどう区別するのが一般的か？

C++11以降であればstd::signbitかstd::copysignと思います。
http://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/math/copysign
> std::copysign is the only portable way to manipulate the sign of a NaN value (to examine the sign of a NaN, signbit may also be used)

*

> できるはずなんですが、できるはずなんですが！これをコンパイルエラーにしてくるVisual Studio 2013ぇ・・・。Visual Studio 2015 Update 1はちゃんと通します。

おお、貴重な情報ありがとうございます。msvc 2015に移行してて良かった。

[yumetodo]

ありがとうございました。
このissueをportableにfixするにはstd::copysignが必要でstd::copysignをconstexprにするにはこのissueにぶち当たって・・・・

無限ループって怖い。