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这编译得很好

#include <math.h>

int main(void) {
    double i = sqrt(9.0);
}

如果我将 9.0 更改为 -9.0，那么我的编译器 (GNU C) 会给出关于“sqrt”的未定义引用的错误。

我期待 sqrt 函数返回 NaN 或异常。C 库如何只为非负参数定义 sqrt？

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发生这种情况是因为可以在优化过程中gcc使用内置函数sqrt来计算某些函数，包括在许多但不是所有情况下的编译时。如果是这种情况，它将不需要发出对 的调用sqrt，因此不需要链接到libm.

gcc 文档有一个完整的内置列表，上面写着（强调我的）：

其余函数用于优化目的。

GCC 包括标准 C 库中许多函数的内置版本。即使您指定了 -fno-builtin 选项，带有 _ builtin前缀的版本始终被视为与 C 库函数具有相同的含义。（请参阅 C 方言选项）其中许多功能仅在某些情况下进行了优化；如果它们在特定情况下未优化，则会发出对库函数的调用。

如果我编译这段代码gcc -S并在我们使用时查看发出的程序集（实时示例），sqrt(9.0)那么gcc将使用内置函数并且根本不会发出对sqrt的调用，因为它将在编译时计算它。如果我们更改代码以使用sqrt(-9.0)它现在将发出（现场示例）：

call    sqrt

这将需要与 libm 链接，解决方法是添加-lm到编译选项的末尾。

在sqrt(-9)我们有域错误的情况下，如果转到 C99 草案标准部分7.12.7.5 sqrt 函数第2段说（强调我的）：

sqrt 函数计算 x 的非负平方根。如果参数小于零，则会发生域错误。

如果我们回到7.12.1 错误条件的处理，它会说：

[...] 出现域错误时，该函数返回一个实现定义的值；如果整数表达式math_errhandling & MATH_ERRNO非零，则整数表达式 errno 获取值EDOM；如果整数表达式math_errhandling & MATH_ERREXCEPT不为零，则引发“无效”浮点异常。

因此将设置errno和/或引发浮点异常，这似乎是一种gcc决定优化效率不高的情况。

于 2013-11-22T23:30:51.727 回答
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很可能，您忘记了链接libm。更改命令行：

gcc -o foo2 foo2.c -lm

我怀疑根据参数的类型，sqrt()要么扩展为内联指令，要么扩展为库调用。

于 2013-11-22T23:20:23.987 回答
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负数的平方根是复数。C 的sqrt()函数 (via math.h) 不返回complex类型，而是返回double. 您可以errno在向此函数传递负值时检查错误情况；有关详细信息，请参阅规范：

对于 x < -0 的有限值，将发生域错误，并且应返回 NaN（如果支持）或实现定义的值。

如果您想使用complex类型，请改为 includecomplex.h和 use csqrt()。

于 2013-11-22T23:24:28.607 回答
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//gcc -std=c99 csqrt.c -lm 
#include <stdio.h>
#include <complex.h>
#include <math.h>

void print_complex(double complex c){
    double i = cimag(c);
    printf("%g %c %gi",
        creal(c),
        i >= 0. ? '+'
                : '-',
        fabs(i));
}

int main(){
    double complex z = csqrt(-9.0);
    print_complex(z);//0 + 3i
}
于 2013-11-22T23:57:14.853 回答