目录
回复内容:
首页 后端开发 Python教程 为什么0.1+0.2=0.30000000000000004而1.1+2.2=3.3000000000000003?

为什么0.1+0.2=0.30000000000000004而1.1+2.2=3.3000000000000003?

Jun 06, 2016 pm 04:23 PM

如图:
为什么0.1+0.2=0.30000000000000004而1.1+2.2=3.3000000000000003?

回复内容:

不管是什么数, 在计算机中最终都会被转化为 0 和 1 进行存储, 所以需要弄明白以下几点问题
  • 一个小数如何转化为二进制
  • 浮点数的二进制如何存储

浮点数的二进制表示

首先我们要了解浮点数二进制表示, 有以下两个原则:

  • 整数部分对 2 取余然后逆序排列
  • 小数部分乘 2 取整数部分, 然后顺序排列

0.1 的表示是什么?

我们继续按照浮点数的二进制表示来计算
0.1 * 2 = 0.2 整数部分取 0
0.2 * 2 = 0.4 整数部分取 0
0.4 * 2 = 0.8 整数部分取 0
0.8 * 2 = 1.6 整数部分取 1
0.6 * 2 = 1.2 整数部分取 1
0.2 * 2 = 0.4 整数部分取 0

所以你会发现, 0.1 的二进制表示是 0.00011001100110011001100110011……0011
0011作为二进制小数的循环节不断的进行循环.

这就引出了一个问题, 你永远不能存下 0.1 的二进制, 即使你把全世界的硬盘都放在一起, 也存不下 0.1 的二进制小数.


浮点数的二进制存储

Python 和 C 一样, 采用 IEEE 754 规范来存储浮点数. IEEE 754 对双精度浮点数的存储规范将 64 bit 分为 3 部分.

  • 第 1 bit 位用来存储 符号, 决定这个数是正数还是负数
  • 然后使用 11 bit 来存储指数部分
  • 剩下的 52 bit 用来存储尾数
    Double-precision_floating-point_format 为什么0.1+0.2=0.30000000000000004而1.1+2.2=3.3000000000000003?

而且可以指出的是, double 能存储的数的个数是有限的, double 能代表的数必然不超过 2^64 个, 那么现实世界上有多少个小数呢? 无限个. 计算机能做的只能是一个接近这个小数的值, 是这个值在一定精度下与逻辑认为的值相等. 换句话说, 每个小数的存储(但是不是所有的), 都会伴有精度的丢失.


浮点数计算的问题

现在我们可以回顾你提出的问题

0.1 + 0.2 == 0.3

0.1 在计算机存储中真正的数字是 0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625
0.2 是

0.200000000000000011102230246251565404236316680908203125
0.3 是


0.299999999999999988897769753748434595763683319091796875

这就是为什么 0.1 + 0.2 != 0.3 的原因



至于 1.1 + 2.2 与之类似

首先声明这不是bug,原因在与十进制到二进制的转换导致的精度问题!其次这几乎出现在很多的编程语言中:C、C++、Java、Javascript、Python中,准确的说:“使用了IEEE754浮点数格式”来存储浮点类型(float 32,double 64)的任何编程语言都有这个问题!

简要介绍下IEEE 754浮点格式:它用科学记数法以底数为2的小数来表示浮点数。IEEE浮点数(共32位)用1位表示数字符号,用8为表示指数,用23为来表示尾数(即小数部分)。此处指数用移码存储,尾数则是原码(没有符号位)。之所以用移码是因为移码的负数的符号位为0,这可以保证浮点数0的所有位都是0。双精度浮点数(64位),使用1位符号位、11位指数位、52位尾数位来表示。

因为科学记数法有很多种方式来表示给定的数字,所以要规范化浮点数,以便用底数为2并且小数点左边为1的小数来表示(注意是二进制的,所以只要不为0则一定有一位为1),按照需要调节指数就可以得到所需的数字。例如:十进制的1.25 => 二进制的1.01 => 则存储时指数为0、尾数为1.01、符号位为0.(十进制转二进制)

回到开头,为什么“0.1+0.2=0.30000000000000004”?首先声明这是javascript语言计算的结果(注意Javascript的数字类型是以64位的IEEE 754格式存储的)。正如同十进制无法精确表示1/3(0.33333...)一样,二进制也有无法精确表示的值。例如1/10。64位浮点数情况下:
十进制0.1=> 二进制0.00011001100110011...(循环0011)
=>尾数为1.1001100110011001100...1100(共52位,除了小数点左边的1),指数为-4(二进制移码为00000000010),符号位为0=> 存储为:0 00000000100 10011001100110011...11001=> 因为尾数最多52位,所以实际存储的值为0.00011001100110011001100110011001100110011001100110011001

十进制0.2=> 二进制0.0011001100110011...(循环0011)
=>尾数为1.1001100110011001100...1100(共52位,除了小数点左边的1),指数为-3(二进制移码为00000000011),符号位为0=> 存储为:0 00000000011 10011001100110011...11001
因为尾数最多52位,所以实际存储的值为0.00110011001100110011001100110011001100110011001100110011

两者相加:
0.00011001100110011001100110011001100110011001100110011001 + 0.00110011001100110011001100110011001100110011001100110011 = 0.01001100110011001100110011001100110011001100110011001100
转换成10进制之后得到:0.30000000000000004!

相关链接:
Language agnostic - Is floating point math broken? - Stack Overflow stackoverflow.com/quest

Floating Point Arithmetic and Agent Based Models macaulay.ac.uk/fearlus/ 因为二进制无法准确的描述十进制小数. 所以float的运算存在误差.
1.1+2.2跟0.1+0.2的计算结果不同是因为精度问题. 比如:
1.1= 1000000101E-9
0.1=101011....E-15
(上述数值通过手工计算可能存在问题)
具体题主可以看一下小数在计算机内存中的存储方式.
本站声明
本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

热AI工具

Undresser.AI Undress

Undresser.AI Undress

人工智能驱动的应用程序,用于创建逼真的裸体照片

AI Clothes Remover

AI Clothes Remover

用于从照片中去除衣服的在线人工智能工具。

Undress AI Tool

Undress AI Tool

免费脱衣服图片

Clothoff.io

Clothoff.io

AI脱衣机

AI Hentai Generator

AI Hentai Generator

免费生成ai无尽的。

热门文章

R.E.P.O.能量晶体解释及其做什么(黄色晶体)
2 周前 By 尊渡假赌尊渡假赌尊渡假赌
R.E.P.O.最佳图形设置
2 周前 By 尊渡假赌尊渡假赌尊渡假赌

热工具

记事本++7.3.1

记事本++7.3.1

好用且免费的代码编辑器

SublimeText3汉化版

SublimeText3汉化版

中文版,非常好用

禅工作室 13.0.1

禅工作室 13.0.1

功能强大的PHP集成开发环境

Dreamweaver CS6

Dreamweaver CS6

视觉化网页开发工具

SublimeText3 Mac版

SublimeText3 Mac版

神级代码编辑软件(SublimeText3)

我如何使用美丽的汤来解析HTML? 我如何使用美丽的汤来解析HTML? Mar 10, 2025 pm 06:54 PM

本文解释了如何使用美丽的汤库来解析html。 它详细介绍了常见方法,例如find(),find_all(),select()和get_text(),以用于数据提取,处理不同的HTML结构和错误以及替代方案(SEL)

Python中的数学模块:统计 Python中的数学模块:统计 Mar 09, 2025 am 11:40 AM

Python的statistics模块提供强大的数据统计分析功能,帮助我们快速理解数据整体特征,例如生物统计学和商业分析等领域。无需逐个查看数据点,只需查看均值或方差等统计量,即可发现原始数据中可能被忽略的趋势和特征,并更轻松、有效地比较大型数据集。 本教程将介绍如何计算平均值和衡量数据集的离散程度。除非另有说明,本模块中的所有函数都支持使用mean()函数计算平均值,而非简单的求和平均。 也可使用浮点数。 import random import statistics from fracti

python对象的序列化和避难所化:第1部分 python对象的序列化和避难所化:第1部分 Mar 08, 2025 am 09:39 AM

Python 对象的序列化和反序列化是任何非平凡程序的关键方面。如果您将某些内容保存到 Python 文件中,如果您读取配置文件,或者如果您响应 HTTP 请求,您都会进行对象序列化和反序列化。 从某种意义上说,序列化和反序列化是世界上最无聊的事情。谁会在乎所有这些格式和协议?您想持久化或流式传输一些 Python 对象,并在以后完整地取回它们。 这是一种在概念层面上看待世界的好方法。但是,在实际层面上,您选择的序列化方案、格式或协议可能会决定程序运行的速度、安全性、维护状态的自由度以及与其他系

如何使用TensorFlow或Pytorch进行深度学习? 如何使用TensorFlow或Pytorch进行深度学习? Mar 10, 2025 pm 06:52 PM

本文比较了Tensorflow和Pytorch的深度学习。 它详细介绍了所涉及的步骤:数据准备,模型构建,培训,评估和部署。 框架之间的关键差异,特别是关于计算刻度的

哪些流行的Python库及其用途? 哪些流行的Python库及其用途? Mar 21, 2025 pm 06:46 PM

本文讨论了诸如Numpy,Pandas,Matplotlib,Scikit-Learn,Tensorflow,Tensorflow,Django,Blask和请求等流行的Python库,并详细介绍了它们在科学计算,数据分析,可视化,机器学习,网络开发和H中的用途

如何使用Python创建命令行接口(CLI)? 如何使用Python创建命令行接口(CLI)? Mar 10, 2025 pm 06:48 PM

本文指导Python开发人员构建命令行界面(CLIS)。 它使用Typer,Click和ArgParse等库详细介绍,强调输入/输出处理,并促进用户友好的设计模式,以提高CLI可用性。

用美丽的汤在Python中刮擦网页:搜索和DOM修改 用美丽的汤在Python中刮擦网页:搜索和DOM修改 Mar 08, 2025 am 10:36 AM

该教程建立在先前对美丽汤的介绍基础上,重点是简单的树导航之外的DOM操纵。 我们将探索有效的搜索方法和技术,以修改HTML结构。 一种常见的DOM搜索方法是EX

如何解决Linux终端中查看Python版本时遇到的权限问题? 如何解决Linux终端中查看Python版本时遇到的权限问题? Apr 01, 2025 pm 05:09 PM

Linux终端中查看Python版本时遇到权限问题的解决方法当你在Linux终端中尝试查看Python的版本时,输入python...

See all articles