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为什么 C 语言中的浮点运算会导致精度问题?

DDD
DDD原创
2024-11-04 11:20:02946浏览

Why Does Floating-Point Arithmetic in C   Lead to Precision Issues?

C 中的浮点精度怪癖

C 中的浮点运算表现出可能违反直觉的行为。考虑以下内容:

表达式 double a = 0.3;将逻辑上表示 0.3 的值赋给变量 a。然而, std::cout 的输出

同样,在 a 与 b 重复相加的循环中,循环结束时的结果(50 次迭代)是“15.000000000000014211”,该值高于应有的值。此结果演示了舍入误差如何在多次运算中累积。

为了规避这些精度问题,避免将浮点值的精度设置为高于数据类型的实际精度非常重要。这可以使用以下方法来实现:

<code class="cpp">#include <iostream>
#include <limits>

int main() {
    double a = 0.3;
    std::cout.precision(std::numeric_limits<double>::digits10);
    std::cout << a << std::endl;

    double b = 0;
    for (char i = 1; i <= 50; i++) {
        b = b + a;
    }

    std::cout.precision(std::numeric_limits<double>::digits10);
    std::cout << b << std::endl;
}</code>

通过将精度设置为双精度数据类型的最大可用精度,输出将准确表示存储的值。然而,如果循环运行明显更多的迭代次数(例如 5000 次而不是 50 次),由于浮点运算的固有限制,累积误差仍然会变得明显。

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