Analyse von Golang-Gleitkomma-Ungenauigkeiten

Golang ist eine sehr beliebte Programmiersprache. Ihre Einfachheit, Effizienz, Sicherheit und andere Eigenschaften bilden die Grundlage für ihre Anwendung in Cloud Computing, Containerisierung, Blockchain und anderen Bereichen. Obwohl Golang eine zehnjährige Geschichte hat, gibt es einige Probleme bei der Verarbeitung von Gleitkommazahlen. In diesem Artikel wird die Ungenauigkeit von Golang-Gleitkommazahlen analysiert.

Zuerst müssen wir wissen, wie Gleitkommazahlen gespeichert werden. Golang verwendet auf der untersten Ebene 64-Bit-Gleitkommazahlen mit doppelter Genauigkeit (d. h. float64), um Gleitkommazahlen zu speichern, wobei ein Teil der Binärziffern die Dezimalziffern und ein Teil der Binärziffern die Ganzzahlziffern darstellt. Aufgrund der begrenzten Genauigkeit der computerinternen Binärspeicherung von Gleitkommazahlen können nur begrenzte Binärzahlen zur näherungsweise Darstellung irrationaler reeller Zahlen verwendet werden, sodass ein Rundungsfehler auftritt.

Wenn wir beispielsweise 0,1 in binärer Form ausdrücken, können wir 0,0001 1001 1001 1001... erhalten, aber aufgrund von Rundungsfehlern ist das, was tatsächlich im Computer gespeichert ist, 0,0001 1001 1001 1001 1001 1001 1001 1010..., was dazu führt, dass Golang beim Umgang mit 0,1 einige seltsame Ergebnisse liefert.

Das Folgende ist ein Teil des Golang-Codes, der eine for-Schleife verwendet, um die ersten 10 Dezimalstellen von 0,1 auszugeben:

package main

import "fmt"

func main() {
    var n float64 = 0.1
    for i := 0; i < 10; i++ {
        fmt.Println(n)
        n += 0.1
    }
}

Das erwartete Ausgabeergebnis ist:

0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1

Das Ausgabeergebnis ist jedoch tatsächlich:

0.1
0.2
0.30000000000000004
0.4
0.5
0.6
0.7
0.7999999999999999
0.8999999999999999
0.9999999999999999

Anstatt 0,1 genau verarbeiten zu können, wurden offensichtlich Ergebnisse wie 0,30000000000000004 und 0,79999999999999999 angezeigt. Dies liegt daran, dass 0,1 im Computer ungefähr als Endlosschleife von Binärzahlen dargestellt wird. Jedes Mal, wenn eine Additionsoperation ausgeführt wird, wird der Rundungsfehler verstärkt, was schließlich zu asymptotischen Fehlern führt.

Neben Additionsoperationen weisen auch andere Gleitkommaoperationen in Golang, wie Subtraktion, Multiplikation, Division usw., Genauigkeitsprobleme auf. Darüber hinaus kann es auch bei sehr großen oder sehr kleinen Gleitkommazahlen zu einem Über- oder Unterlauf kommen.

Um diese Probleme zu vermeiden, können Sie das von Golang bereitgestellte Math/Big-Paket verwenden, um große Zahlen und hochpräzise Gleitkommazahlen zu verarbeiten. Darüber hinaus können Sie für einige Anwendungsszenarien, die sehr genaue Anforderungen erfordern, die Verwendung von Programmiersprachen wie C++ oder Python zur Implementierung in Betracht ziehen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Golang bei der Verarbeitung von Gleitkommazahlen einige Ungenauigkeiten aufweisen wird, die durch Rundungsfehler im Computer verursacht werden. Um diese Probleme zu vermeiden, ist es notwendig, geeignete Entwicklungssprachen und Bibliotheken entsprechend spezifischer Anwendungsszenarien auszuwählen, um die Genauigkeit der Berechnungsergebnisse sicherzustellen.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonAnalyse von Golang-Gleitkomma-Ungenauigkeiten. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!