Float vs. Double: Wann sollte ich die einzelnen Gleitkomma-Datentypen verwenden?

Die Unterschiede zwischen Float und Double verstehen

Im Bereich der Computerprogrammierung tauchen die Begriffe „Float“ und „Double“ häufig auf, wenn Umgang mit numerischen Daten. Obwohl es sich bei beiden um Gleitkomma-Datentypen handelt, die zur Darstellung reeller Zahlen verwendet werden, gibt es wesentliche Unterschiede, die sich auf ihre Genauigkeit und Verwendung auswirken können.

Präzision: Ein entscheidender Unterschied

Die Der Hauptunterschied zwischen Float und Double liegt in ihrer Genauigkeit oder der Anzahl der Dezimalstellen, die sie genau darstellen können. Double hat die doppelte Genauigkeit von Float, was ungefähr 15 signifikanten Stellen für Double im Vergleich zu 7 für Float entspricht.

Dieser Präzisionsunterschied ergibt sich aus der Anzahl der Bits, die zum Speichern des Bruchteils der Gleitkommazahl verwendet werden . Double verwendet 52 Mantissenbits plus 1 verstecktes Bit, während Float 23 Mantissenbits plus 1 verstecktes Bit verwendet. Dieser Unterschied in der Bitzuordnung führt zu einem größeren Bereich darstellbarer Werte für Double.

Auswirkungen auf die Genauigkeit

Die erhöhte Präzision von Double hat insbesondere einen erheblichen Einfluss auf die Genauigkeit in Fällen mit wiederholten Berechnungen. Kürzungsfehler, die auftreten, wenn Werte mit der verfügbaren Anzahl von Bits nicht genau dargestellt werden können, können sich im Laufe der Zeit anhäufen und zu spürbaren Ungenauigkeiten führen.

Betrachten Sie das folgende C-Beispiel:

float a = 1.f / 81;
float b = 0;
for (int i = 0; i < 729; ++i)
    b += a;
printf("%.7g\n", b); // prints 9.000023

Die Das Ergebnis weist aufgrund von Kürzungsfehlern eine Abweichung vom erwarteten Wert auf. Im Gegensatz dazu führt die Verwendung von Double zu einer genaueren Darstellung:

double a = 1.0 / 81;
double b = 0;
for (int i = 0; i < 729; ++i)
    b += a;
printf("%.15g\n", b); // prints 8.99999999999996

Wertebereich und Sonderfälle

Abgesehen von der Präzision liegt ein weiterer Unterschied zwischen Float und Double darin ihre maximal und minimal darstellbaren Werte. Double hat einen größeren Wertebereich als Float, sodass größere oder kleinere Zahlen ohne Über- oder Unterlauf verarbeitet werden können.

Darüber hinaus verfügt Double über einen speziellen Wert namens „infinity“, der einen unendlich großen oder kleinen Wert darstellt. Float verfügt ebenfalls über Unendlichkeit, wird jedoch aufgrund seines kleineren Wertebereichs leichter erreicht.

Wann Float und Double verwendet werden sollten

Die Wahl zwischen Float und Double hängt davon ab die Präzisions- und Wertebereichsanforderungen der Anwendung. Float eignet sich für Situationen, in denen die Präzision nicht entscheidend ist und die Werte innerhalb des darstellbaren Bereichs liegen. Double sollte verwendet werden, wenn eine hohe Präzision erforderlich ist oder wenn Werte den Float-Bereich überschreiten können.

Andere Überlegungen

Während Float und Double unterschiedliche Präzisionsstufen bieten, ist es möglich, dass die Werte den Float-Bereich überschreiten Es ist wichtig zu beachten, dass alle Gleitkommatypen Rundungsfehlern unterliegen. Um diese Fehler zu minimieren, wird empfohlen, in Anwendungen, in denen absolute Genauigkeit unerlässlich ist, Ganzzahltypen oder Bruchklassen zu verwenden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Float und Double Gleitkomma-Datentypen mit unterschiedlichen Genauigkeits-, Wertebereichs- und Genauigkeitsmerkmalen sind. Die richtige Auswahl zwischen beiden ist wichtig, um optimale Leistung und Genauigkeit bei Programmieranwendungen sicherzustellen.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonFloat vs. Double: Wann sollte ich die einzelnen Gleitkomma-Datentypen verwenden?. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!