Java で 0.04 を加算すると予期しない結果が生じるのはなぜですか?

Java の浮動小数点精度: 奇妙な動作の探索

Java プログラミングでは、浮動小数点値の動作を理解することが重要です。正確な計算を保証します。最近、double 値の配列を合計するときに発生した予期せぬ結果に関して疑問が生じました。配列内の値は同一で、それぞれ 0.04 に設定されました。しかし、合計は予想された結果から徐々に外れていきました。

問題: 説明のつかない浮動小数点の偏差

合計が進むにつれて、予期しない値が出現しました。特に、0.04 を数回合計すると、結果は期待値と 0.00000000000000002 の差異を示しました。この偏差は蓄積し続け、その後の合計でさらに不一致が発生しました。

説明: Java の浮動小数点演算

合計プロセスで観察された異常な動作これは Java の浮動小数点演算の性質に由来します。 10 進表現とは異なり、Java の浮動小数点値はバイナリ浮動小数点形式を使用します。この形式では、小数の正確な表現が、0.5 (2^-1) や 0.125 (2^-3) など、2 の負のべき乗の合計として表現できるものに制限されます。

したがって、 0.96 のような小数は浮動小数点変数に格納されますが、2 の負のべき乗の合計として表すことができないため、正確に表すことができません。したがって、小数として完全な精度で出力すると、元の値と一致しません。

計算とプログラミングへの影響

この動作は、計算に重大な影響を及ぼします。プログラミング、特に精度や高値の数値を扱う場合。予期せぬ丸めエラーや計算の不正確さを避けるために、浮動小数点演算の制限を認識することが重要です。

結論として、Java プログラムで発生する奇妙な浮動小数点の動作はバグではなく、むしろ問題です。 2 進浮動小数点演算の固有の制限の結果です。 Java アプリケーションで信頼性が高く正確な計算を保証するには、これらの制限を理解することが不可欠です。

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