C++のNaN（非数）とは？意味と発生例をわかりやすく解説

NaNは「Not a Number（非数）」の略称で、定義されていない、あるいは浮動小数点数として表現できない値を示す特殊な値です。C++では、数学的に結果が存在しない演算を行った場合などにNaNが返されます。

NaNが発生する典型例

NaNが発生する代表的なケースとして、次のようなものがあります。

• 負の数の平方根を求める（例：sqrt(-5)）
• 0を0で割る演算（0/0）
• 無限大同士の減算（∞ − ∞）などの未定義の演算

これらの演算は数学的に結果が一意に定まらないため、通常の数値ではなくNaNとして表現されます。

コード例

以下は、負の数の平方根を求めた結果、NaNが出力されるサンプルプログラムです。

#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;

int main() {
    cout << "Square root of -5: " << sqrt(-5) << endl;
    return 0;
}

実行結果

Square root of -5: nan

補足：NaNの特徴と注意点

NaNには重要な性質があります。それは「NaNは自分自身を含むどの値とも等しくならない」という点です。つまり、nan == nan の比較結果はfalseになります。そのため、プログラム内でNaNを判定する際には == 演算子を使わず、<cmath> ヘッダで提供されている std::isnan() 関数を使用するのが一般的です。

#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;

int main() {
    double value = sqrt(-5);
    if (isnan(value)) {
        cout << "この値はNaNです" << endl;
    }
    return 0;
}

このように、NaNはエラーではなく「計算結果が定義できない」ことを伝えるための仕組みです。数値計算を扱うプログラムでは、NaNの発生条件と判定方法を理解しておくことが重要です。