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為什麼在 C 中比較浮點數和雙精確度文字會產生意外的結果?

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DDD原創
2024-12-15 18:48:15499瀏覽

Why does comparing floats to double literals in C produce unexpected results?

浮點比較難題

考慮以下C 碼:

int main()
{
    float a = 0.7;
    float b = 0.5;
    if (a < 0.7)
    {
        if (b < 0.5) printf("2 are right");
        else         printf("1 is right");
    }
    else printf("0 are right");
}

您直觀地期望輸出為是「 0是對的」。然而,令人驚訝的結果是“1是正確的”。為什麼會出現這種情況?

浮點比較的陷阱

關鍵在於C中浮點數和雙精確度數的差異。程式碼中,變數a和b被宣告為float,即32位元浮點數。然而,這兩個比較(a

在比較期間,浮點變數被提升為雙精度數,從而允許更高的範圍和精度。然而,由於浮點數的精度有限,這種轉換可能會引入微妙的偽影。在這種情況下,浮點數 0.7 並不完全等於雙精確度數 0.7。

具體來說,浮點數 0.7 在 IEEE 754 標準中表示為 0x3f000000。當提升為雙精度時,該值並不是 0.7 的精確表示。相反,它會變得稍大一些,大約為 0x3f00000000000000(大約 0.7000000000000001)。

意外結果的原因

由於此促銷,條件 a

0.7 變為 true,因為 a 的雙重表示略小於 0.7。隨後,第二次比較b<0。 0.5 的計算結果為 false,因為 b(精確表示為雙精度型)等於 0.5。因此,程式碼列印「1 是正確的。」

解決方案

要解決此問題,您可以:
  • 更改變數a 和b 宣告為雙精確度數,或
  • 更改文字0.7 和0.5指定為float

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