在实际编程中,经常会用到浮点运算,大家可能会发现其结果出现误差,与实际期待值不一样。如下C#代码: float a = 0.65f; float b = 0.6f; float c = a - b; 此时c为多少? 0.05?错误! 此时c为0.0499999523! 为什么? 其根本原因是计算机所使用二进制01代码无法准确表示某些带小数位的十进制数据。 下面我们来分析下: 我们知道将一个十进制数值转换为二进制数值,需要通过下面的计算方法: 1. 整数部分:连续用该整数除以2,取余数,然后商再除以2,直到商等于0为止。然后把得到的各个余数按相反的顺序排列。简称"除2取余法"。 2. 小数部分:十进制小数转换为二进制小数,采用"乘2取整,顺序排列"法。用2乘以十进制小数,将得到的整数部分取出,再用2乘余下的小数部分,然后再将积的整数部分取出,如此进行,直到积中的小数部分为0或者达到所要求的精度为止。然后把取出的整数部分按顺序排列起来,即先取出的整数部分作为二进制小数的高位,后取出的整数部分作为低位有效位。简称"乘2取整法"。 3. 含有小数的十进制数转换成二进制,整数、小数部分分别进行转换,然后相加。 例如:将十进制数值25.75转换为二进制数值,步骤如下: 25(整数部分) 25/2=12......1 12/2=6.......0 6/2=3......0 3/2=1......1 1/2=0......1 (25) 10=(11001) 2 0.75(小数部分) 0.75*2=1.5......1 0.5*2=1......1 (0.75) 10=(0.11) 2 (25.75) 10=(11001) 2+(0.11) 2=(11001.11) 2 按照上述方法,我们将0.65及0.6转换为二进制代码: (0.65)10 =
(0.101001100110011001100110011001100110011......)2 (0.6) 10 =
(0.10011001100110011001100110011001100110011......)2 后面的省略号表示已经算不完了,后面在无限重复 0011 这段二进制数值。 文章开始部分,我们用的float类型,下面我们来看看float类型是否能存储上面转换出的二进制代码。 目前计算机上存储浮点数值是按照IEEE(电气和电子工程师协会)754浮点存储格式标准来存储的。 IEEE单精度浮点格式共32位,包含三个构成字段:23位小数f,8位偏置指数e,1位符号s。将这些字段连续存放在一个32位字里,并对其进行编码。其中0:22位包含23位的小数f; 23:30位包含8位指数e;第31位包含符号s。如下图所示: 也就是说上面将0.65及0.5转换出的二进制代码,我们只能存储23位,即使数据类型为double,也只能存储52位,这样大家便能看出问题出现的原因了。 截取的二进制代码已无法正确表示0.65及0.5,根据这个二进制代码肯定无法正确得到结果0.05。 C语言浮点型变量 小数点后面有效数字的位数 浮点型变量分为单精度(float型)、双精度(double型)、长双精度(long double型)3类,单精度浮点型小数点后面有效数字为6~7位和双精度浮点型小数点后面有效数字为15~16位 如下面这个例子 float a; scanf("%f", &a); printf("%f\n", a);
输入:1.123456789 输出:1.12345684 //小数点后面6位才是精确值
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来自: e3399 > 《CLanguage》