math dan debug: Utilitas matematika dan diagnostik

Fungsi integer untuk memeriksa jangkauan

std::math::int
min_i32(a: i32, b: i32) -> i32
max_i32(a: i32, b: i32) -> i32
abs_i32_checked(x: i32) -> MathResult<i32>
clamp_i32_checked(x: i32, lo: i32, hi: i32) -> MathResult<i32>
div_floor_i32_checked(a: i32, b: i32) -> MathResult<i32>
div_ceil_i32_checked(a: i32, b: i32) -> MathResult<i32>

MathResult<T> berisi value dan error. Impor konstanta kesalahan dari std::math::result, lalu gunakan value hanya setelah memeriksa error == MATH_ERROR_NONE. Nilai absolut bilangan bulat bertanda terkecil tidak dapat direpresentasikan dengan tipe yang sama, sehingga fungsi nilai absolut dengan pemeriksaan melaporkan kegagalan. clamp menolak lo > hi. Pembagian memeriksa pembagi nol dan hasil yang melampaui rentang. floor dan ceil membulatkan secara berbeda dari pembagian bilangan bulat, yang membuang bagian pecahan menuju nol.

Mengklasifikasikan nilai floating-point

is_nan_f64, is_infinite_f64, dan is_finite_f64 di std::math::float membedakan nilai-nilai khusus. Fungsi f32 juga disediakan. float_to_bits_f64(value: f64) -> u64 adalah fungsi untuk mendapatkan bit penyimpanan dan berbeda dari konversi numerik value as u64. NaN bahkan tidak sama dengan dirinya sendiri, sehingga tidak dicocokkan dengan value == nan.

diagnosis

debug_assert(condition: bool, message: str) di std::debug::core berakhir setelah mendiagnosis kondisi yang salah. Situasi yang biasanya mungkin gagal, seperti masukan pengguna, ditangani dengan nilai hasil, dan assert digunakan saat memeriksa kondisi internal program yang harus dipenuhi.

Simpan program di bawah ini sebagai main.wave dan jalankan.

import("std::math::int")::{
    min_i32, max_i32
};
import("std::debug::core")::{
    debug_assert
};

fun main() {
    var low: i32 = min_i32(9, 4);
    var high: i32 = max_i32(9, 4);
    debug_assert(low <= high, "invalid range");
    println("{} {}", low, high);
}

Hasil eksekusi:

4 9

Arah pembulatan untuk pembagian negatif

Bandingkan cara membagi -7 dengan 3. / terpotong menuju 0 menjadi -2. floor memilih bilangan bulat yang lebih kecil -3, dan ceil memilih bilangan bulat yang lebih besar -2.

import("std::math::int")::{
    div_floor_i32_checked,
    div_ceil_i32_checked,
    abs_i32_checked
};
import("std::math::result")::{
    MathResult,
    MATH_ERROR_NONE,
    MATH_ERROR_OVERFLOW
};

fun main() -> i32 {
    var floor: MathResult<i32> = div_floor_i32_checked(-7, 3);
    var ceil: MathResult<i32> = div_ceil_i32_checked(-7, 3);

    if (floor.error != MATH_ERROR_NONE || ceil.error != MATH_ERROR_NONE) {
        return 1;
    }

    println("truncate={} floor={} ceil={}", -7 / 3, floor.value, ceil.value);

    var absolute: MathResult<i32> = abs_i32_checked(-2147483648);

    if (absolute.error == MATH_ERROR_OVERFLOW) {
        println("absolute value is outside i32");
    }

    return 0;
}

Hasil eksekusi:

truncate=-2 floor=-3 ceil=-2
absolute value is outside i32

Jika Anda hanya memeriksa nilai hasil, Anda tidak dapat membedakan antara nilai pengganti yang disertakan jika terjadi kegagalan dan hasil penghitungan sebenarnya. Ikuti urutan pengecekan error terlebih dahulu. floor berguna saat memasukkan koordinat negatif ke dalam interval dengan ukuran tertentu, dan ceil berguna saat membulatkan jumlah bundel yang diperlukan.

Kesalahan apa yang harus saya tangani?

situasi	kesalahan	Contoh pemrosesan
Bagilah dengan nol	MATH_ERROR_DIVIDE_BY_ZERO	Mengambil masukan penyebut lagi
Hasil tidak dapat disimpan dalam tipe	MATH_ERROR_OVERFLOW	Hitung dengan tipe yang lebih luas atau input tolak
Minimum lebih besar dari maksimum di clamp	MATH_ERROR_INVALID_ARGUMENT	Ubah rentang pengaturan

assert bukan alat perbaikan kesalahan. Kesalahan dalam input pengguna ditangani menggunakan pernyataan kondisional dan nilai kembalian, dan setelah menyelesaikan perhitungan, kondisi internal yang harus dipenuhi diperiksa dengan debug_assert.