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多谢博主啦,弱弱的了解了一点。
C++/Java 实现多态的方法(C++)
双精度数16位有效数字。
浮点数取值范围:
负数取值范围为 -3.4028235E+38 到 -1.401298E-45,正数取值范围为 1.401298E-45 到 3.4028235E+38。
双精度数取值范围:
负值取值范围-1.79769313486231570E+308 到 -4.94065645841246544E-324,正值取值范围为 4.94065645841246544E-324 到 1.79769313486231570E+308。
C/C++中浮点数的表示遵循IEEE 754标准。
一个浮点数由三部分组成:符号位S、指数部分E(阶码)以及尾数部分M(如下)。
Floating
S--------E-------M
1位-----8位-----23位
Double
S--------E-------M
1位-----11位----52位
十进制数的换算计算公式为(n^m表示n的m次幂,B表示前面的数字是二进制):
S * 2^(E-127) * (1.M)B
浮点数的精度取决于尾数部分。尾数部分的位数越多,能够表示的有效数字越多。
单精度数的尾数用23位存储,加上默认的小数点前的1位1,2^(23+1) = 16777216。因为 10^7 < 16777216 < 10^8,所以说单精度浮点数的有效位数是7位。
双精度的尾数用52位存储,2^(52+1) = 9007199254740992,10^16 < 9007199254740992 < 10^17,所以双精度的有效位数是16位。
当我们比较两个棍子的长度的时候,一种方法是并排放着比较一下,一种方法是分别量出长度。但是事实上世界上并不存在两根完全一样长的棍子,我们测量的长度精度受到人类目测能力和测量工具精度的限制。从这个意义上来说,判断两根棍子是否一样长丝毫没有意义,因为结果一定是False,但是我们可以比较他们两个哪个更长或者更短。这个例子很好地概括了单精度/双精度数值类型的设计初衷和存在意义。
基于上述认识,单精度/双精度数值类型从一开始设计的时候,就不是一个准确的数值类型,他只保证在他这个数值类型的精度之内是准确的,精度之外则不保证,比方说,一个数值5.1,很可能存储在单精度/双精度数值中的实际值是5.100000000001或者5.09999999999999。导致这个现象的原因我们可以通过两种方式来解释:
简单的解释方法:
你可以尝试在任何一个控件的属性面板中,设定他的宽度为:3.2CM,当你输入完毕后,你会发现值自动变成了3.199cm,无论你怎么改,你都无法输入3.200CM,因为实际上在电脑中存储的并不是CM为单位的数值,而是“缇”为单位的数值,而“缇”和CM之间的比值,是个很难被除尽的数,因此你输入完毕后,电脑自动转换成了最接近的“缇”值,然后再转换成厘米显示到属性面板上,这一乘一除,两次四舍五入,误差就出来了。单精度/双精度也是类似的原理,其实在二进制存储的时候,单精度/双精度都采用了类似相近分数的方法,而这样的存储是不可能做到准确的。
深入的解释方法:
让我们来看看我们存储到数字介质中的单精度/双精度值到底是怎么样的,我们使用如下代码对单精度类型进行一个解剖:
Public Declare Sub CopyMemory Lib "kernel32" Alias "RtlMoveMemory" (Destination As Any, Source As Any, ByVal Length As Long)
Public Sub floatTest()
Dim dblVar As Single
dblVar = 5.731 / 8
dblOutput dblVar
dblVar = dblVar * 2
dblOutput dblVar
dblVar = dblVar * 2
dblOutput dblVar
dblVar = dblVar * 2
dblOutput dblVar
dblVar = dblVar * 2
dblOutput dblVar
dblVar = dblVar * 2
dblOutput dblVar
End Sub
Public Sub dblOutput(ByVal dblVar As Single)
Dim bytVar(3) As Byte
Dim i As Integer, j As Integer
Dim strVar As String
CopyMemory ByVal VarPtr(bytVar(0)), ByVal VarPtr(dblVar), 4
strVar = dblVar & ": "
For i = 3 To 0 Step -1
For j = 7 To 0 Step -1
strVar = strVar & (bytVar(i) And 2 ^ j) / 2 ^ j
Next j
strVar = strVar & " "
Next i
Debug.Print strVar
End Sub
运行后我们得到输出结果(输出格式为高位左,低位右):
.716375: 00111111 00110111 01100100 01011010
1.43275: 00111111 10110111 01100100 01011010
2.8655: 01000000 00110111 01100100 01011010
5.731: 01000000 10110111 01100100 01011010
11.462: 01000001 00110111 01100100 01011010
22.924: 01000001 10110111 01100100 01011010
这里,我们把单精度类型转化成了二进制数据输出,这里我们看到,虽然这六个数字完全不同,但是他们的二进制存储惊人地相似,我们看到红色标记部分,每次都是加1,事实上,单精度数据类型使用从高位开始第1位作为正负标记位(绿色),第2位到第9位,是一个跨字节的有符号字节类型数据,这个数值决定了小数点移动的方向和位数(红色),第10位到32位保存一个整数(蓝色)在存储过程中,电脑首先把输入的值不断移位(乘除2)直到这个数的整数部分占用了全部24位的整数位,然后把移动的位数写入浮点部分(红色),而移位后的结果写入整数部分(蓝色和绿色),小数部分则舍弃。求值的时候则是反向过程,先根据正负位和整数位求值,然后根据红色部分的整数来进行移位(乘除2的次方),最终才是我们得到的单精度数值。双精度数值也是同样原理,只是位数更多而已。
通过解剖单精度数值的二进制存储格式,我们可以清楚看到,实际上单精度/双精度的存储,都要通过乘法和除法,其中必有舍入,如果恰好你的数值在除法中被舍入了,那么你赋的初值就很可能与你最终存储的值不完全相同,其中的微小差异,并不与单精度/双精度的设计目标相违背。
当我们在数据库中或者VBA代码中使用一个单精度/双精度数值的时候,也许你从界面上看不到区别,但是在实际的存储中,这个差别却真真切切地就在那里,当你对其进行相等比较的时候,系统只是简单地作二进制的比较,界面上无法体现的微小差异,在二进制比较面前却无处遁形,于是,你的等于比较返回了一个意料之外的False。
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