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我正在编写一个以浮点数递增的循环,但我遇到了以下示例中说明的浮点算术问题:

for(float value = -2.0; value <= 2.0; value += 0.2)
    std::cout << value << std::endl;

这是输出:

-2
-1.8
-1.6
-1.4
-1.2
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
1.46031e-07
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8

为什么我得到1.46031e-07而不是0?我知道这与浮点错误有关,但我无法理解为什么会发生这种情况以及我应该做些什么来防止这种情况发生(如果有办法的话)。有人可以解释(或指向我的链接)以帮助我理解吗?任何输入表示赞赏。谢谢!

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6 回答 6

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正如其他人所说,这是因为实数是无限且不可数的集合,而浮点表示使用有限数量的位。浮点数只能近似实数,即使在许多简单的情况下也不精确,因为它们的定义。正如您现在所看到的,0.2实际上0.2不是,而是一个非常接近它的数字。当您将这些添加到 时value,您会在每个步骤中累积错误。

作为替代方案,尝试使用ints 进行迭代并将结果划分以将其返回到您需要的域中:

for (int value = -20; value <= 20; value += 2) {
  std::cout << (value / 10.f) << std::endl;
}

对我来说,这给出了:

-2
-1.8
-1.6
-1.4
-1.2
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
于 2013-02-13T18:10:23.417 回答
9

没有明确的解决方案可以避免浮点精度损失。我建议看一下以下论文:每个计算机科学家都应该知道的关于浮点运算的知识。

于 2013-02-13T17:57:42.657 回答
8

这是因为浮点数只有一定的离散精度。

0.2 并不是真正的 0.2,而是在内部表示为稍微不同的数字。

这就是为什么你看到了不同。

这在所有浮点计算中都很常见,你真的无法避免。

于 2013-02-13T17:56:45.913 回答
7

让我们做你的循环,但要提高输出精度。

代码:

for(float value = -2.0; value <= 2.0; value += 0.2)
    std::cout << std::setprecision(100) << value << std::endl;

输出:

-2
-1.7999999523162841796875
-1.599999904632568359375
-1.3999998569488525390625
-1.19999980926513671875
-0.999999821186065673828125
-0.79999983310699462890625
-0.599999845027923583984375
-0.3999998569488525390625
-0.19999985396862030029296875
1.460313825418779742904007434844970703125e-07
0.20000015199184417724609375
0.400000154972076416015625
0.6000001430511474609375
0.800000131130218505859375
1.00000011920928955078125
1.20000016689300537109375
1.40000021457672119140625
1.60000026226043701171875
1.80000030994415283203125
于 2013-02-13T18:18:31.347 回答
6

使用整数并除以:

for(int value = -20; value <= 20; value += 2)
    std::cout << (value/10.0) << std::endl;
于 2013-02-13T18:07:06.033 回答
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通过一些算法书或使用互联网了解浮点表示。那里有很多资源。

就目前而言,您想要的似乎是某种方式在它非常接近于零时获得零。我们都知道我们称这个过程为“四舍五入”。:) 那么为什么在打印这些数字时不使用它。 printf函数为这类事物提供了良好的格式化能力。如果您不知道如何使用 printf 进行格式化,请查看以下链接中的表格。(您可以使用格式进行四舍五入和正确显示数字) printf 参考:http ://www.cplusplus.com/reference/cstdio/printf/?kw=printf

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也许你们中的一些人知道根据数学 1.99999999.... 与 2.0 相同。唯一的区别是表示。但是数量是一样的。

您的浮点问题与此有点相似。(这只是为了您的澄清。您的问题与 1.9999.... 的事情不一样。)

于 2013-02-13T18:04:22.117 回答