C++プログラミングにおけるisnormal()関数の使い方と実例解説

この記事では、C++ STLにおけるisnormal()関数の動作、構文、そして具体的な使用例について詳しく解説します。

isnormal()は、<cmath>ヘッダーファイルに定義されている関数で、指定した数値が「正規化数（ノーマル数）」であるかどうかを判定するために使用されます。C++11以降で利用可能であり、float・double・long doubleの各浮動小数点型に対応したオーバーロードが用意されています。

正規化数（Normal Number）とは？

ある実数が正規化数であるとは、その値がゼロ（0）、無限大（Infinity）、非数（NaN）、あるいは非正規化数（サブノーマル数）のいずれにも該当しないことを意味します。つまり、浮動小数点数として標準的な形式で表現できる数値のことです。

構文

bool isnormal(float num);

パラメータ

この関数が受け取るパラメータは1つだけです。

• num： 正規化数かどうかを判定したい浮動小数点数（float型）。

戻り値

戻り値はbool型として0または1が返されます。

• 指定した数値が正規化数であれば 1（true） を返します。
• ゼロ、無限大、NaN、非正規化数などの場合は 0（false） を返します。

使用例

Input: isnormal(5.0);
Output: 1

Input: isnormal(0.0);
Output: 0

サンプルコード

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main() {
   // float型の場合
   cout<<"\n For Float : ";
   float var_1 = 5.89F;
   // 値がゼロ以外の場合
   cout<<"check for isnormal(5.89F) : "<<isnormal(var_1);
   // 値がゼロの場合
   var_1 = 0.0F;
   cout<<"\ncheck for isnormal(0.0F) : "<<isnormal(var_1);
   // 0.0で除算して無限大になる場合
   var_1 = 2.2F;
   cout<<"\ncheck for isnormal(2.2F/0.0F) : "<<isnormal(var_1/0.0F);
   // double型の場合
   cout<<"\n\n For Double : ";
   double var_2 = 5.89;
   // 値がゼロ以外の場合
   cout<<"check for isnormal(5.89) : "<<isnormal(var_2);
   // 値がゼロの場合
   var_2 = 0.0;
   cout<<"\ncheck for isnormal(0.0) : "<<isnormal(var_2);
   // 0.0で除算して無限大になる場合
   var_2 = 2.2;
   cout<<"\ncheck for isnormal(2.2/0.0) : "<<isnormal(var_2/0.0);
   // long double型の場合
   cout<<"\n\n For Long Double : ";
   long double var_3 = 5.89;
   // 値がゼロ以外の場合
   cout<<"check for isnormal(5.89) : "<<isnormal(var_3);
   // 値がゼロの場合
   var_3 = 0.0;
   cout<<"\ncheck for isnormal(0.0) : "<<isnormal(var_3);
   // 0.0で除算して無限大になる場合
   var_3 = 2.2;
   cout<<"\ncheck for isnormal(2.2/0.0) : "<<isnormal(var_3/0.0);
   return 0;
}

出力結果

上記のコードを実行すると、次のような出力が得られます。

For Float :
check for isnormal(5.89F) : 1
check for isnormal(0.0F) : 0
check for isnormal(2.2F/0.0F) : 0
For Double :
check for isnormal(5.89) : 1
check for isnormal(0.0) : 0
check for isnormal(2.2/0.0) : 0
For Long Double :
check for isnormal(5.89) : 1
check for isnormal(0.0) : 0
check for isnormal(2.2/0.0) : 0

まとめ

isnormal()関数を使うことで、浮動小数点数が標準的な形式で表現されているかどうかを簡単にチェックできます。ゼロ除算によって生じる無限大や、アンダーフローによる非正規化数などを検出したい場面、数値計算の信頼性を担保したい場面で特に役立つ関数です。