C++でdouble型（float型）がNaNかどうかを判定する方法

C++において、浮動小数点数（float型やdouble型）がNaN（Not a Number：非数）かどうかを判定するには、isnan()関数を使用します。この関数はcmathヘッダに定義されており、C++11で導入されました。そのため、C++11以降の環境で利用できます。

NaNは「0による除算」や「負の数の平方根」など、数学的に定義できない演算の結果として発生する特別な浮動小数点値です。NaNは自分自身とすら等しくならない（NaN == NaNがfalseになる）という特殊な性質を持つため、比較演算子ではなくisnan()関数を使った判定が推奨されます。

サンプルコード

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

int main() {
    if (isnan(sqrt(30))) { // 30の平方根は有効な浮動小数点数
        cout << "30の平方根は数値ではありません" << endl;
    } else {
        cout << "30の平方根は数値です" << endl;
    }

    if (isnan(sqrt(-30))) { // -30の平方根は虚数となるためNaN
        cout << "-30の平方根は数値ではありません" << endl;
    } else {
        cout << "-30の平方根は数値です" << endl;
    }
    return 0;
}

実行結果

30の平方根は数値です
-30の平方根は数値ではありません

解説

sqrt(30)は有効な実数値を返すため、isnan()はfalseを返します。一方、sqrt(-30)は実数として定義できないため、演算結果はNaNとなり、isnan()はtrueを返します。

なお、C++11以前の環境では、std::numeric_limits<double>::quiet_NaN()との比較や、x != xという自己比較のテクニックを使ってNaNを判定することも可能です。ただし、可読性と移植性の観点から、可能であればisnan()の使用を推奨します。