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浮點型與雙精度型:精準度在程式設計什麼時候很重要?

Linda Hamilton
發布: 2024-12-28 08:37:10
原創
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Float vs. Double: When Does Precision Matter in Programming?

理解Float 和Double 之間的區別

在深入研究程式設計領域時,您可能會遇到兩種不同的資料類型,通常用於表示浮點數:float 和double。乍一看,它們似乎可以互換,提供相同的結果。然而,仔細檢查就會發現精度有顯著差異。

雙精確度:雙倍精準度

顧名思義,雙精確度數的精確度是浮點數的兩倍。這種差異轉化為計算過程中保留的小數位數更多。具體來說,雙精度數提供 15 位小數位精度,而浮點型僅提供 7 位。

精度損失的影響

浮點數精度降低可能導致更大的截斷多次計算中累積的錯誤。考慮以下範例:

a = 1.f / 81  # f suffix denotes a float
b = 0
for i in range(729):
    b += a
print(f"{b:.7g}")  # prints 9.000023
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相反,使用雙精度:

a = 1.0 / 81  # no suffix denotes a double
b = 0
for i in range(729):
    b += a
print(f"{b:.15g}")  # prints 8.99999999999996
登入後複製

正如您所觀察到的,雙精度保留了更高的精度,從而得到更準確的總和。

範圍與限制

另一個顯著差異在於最大每種資料型別可以表示的值。 float 的最大值約為 3e38,而 double 可以處理高達 1.7e308 的值。因此,在處理大數時,使用浮點數會增加遇到「無限大」的可能性。

超越浮點數和雙精確度

在雙精確度也證明不夠的情況下,長double 可以提供更高的精準度。然而,值得注意的是,所有浮點類型都會出現舍入誤差。對於要求極高精度的應用程式(例如金融計算),建議使用整數資料類型或專門的分數類別。

求和問題

累積大量浮點數時 -點數時,請避免使用 = 運算符,因為它會導致錯誤快速累積。相反,請考慮使用 fsum(在 Python 中)或實作 Kahan 求和演算法來減輕這種影響。

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來源:php.cn
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