让的,
float dt;
我从文本文件中读取dt
为
inputFile >> dt;
然后我有一个for
循环,
for (float time=dt; time<=maxTime; time+=dt)
{
// some stuff
}
当dt=0.05
和我输出std::cout << time << std::endl;
时,
0.05
0.10
...
7.00001
7.05001
...
那么,为什么一段时间后数字会增加?
答案 0 :(得分:6)
因为不是每个数字都可以用IEEE754浮点值表示。在某些时候,你会得到一个不太可代表的数字,计算机必须选择最近的数字。
如果您在Harald Schmidt's excellent online converter
中输入0.05并引用Wikipedia entry on IEEE754-1985,则最终会得到以下位(我的解释如下):
s eeeeeeee mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm
0 01111010 10011001100110011001101
|||||||| |||||||||||||||||||||||
128 -+||||||| ||||||||||||||||||||||+- 1 / 8388608
64 --+|||||| |||||||||||||||||||||+-- 1 / 4194304
32 ---+||||| ||||||||||||||||||||+--- 1 / 2097152
16 ----+|||| |||||||||||||||||||+---- 1 / 1048576
8 -----+||| ||||||||||||||||||+----- 1 / 524288
4 ------+|| |||||||||||||||||+------ 1 / 262144
2 -------+| ||||||||||||||||+------- 1 / 131072
1 --------+ |||||||||||||||+-------- 1 / 65536
||||||||||||||+--------- 1 / 32768
|||||||||||||+---------- 1 / 16384
||||||||||||+----------- 1 / 8192
|||||||||||+------------ 1 / 4096
||||||||||+------------- 1 / 2048
|||||||||+-------------- 1 / 1024
||||||||+--------------- 1 / 512
|||||||+---------------- 1 / 256
||||||+----------------- 1 / 128
|||||+------------------ 1 / 64
||||+------------------- 1 / 32
|||+-------------------- 1 / 16
||+--------------------- 1 / 8
|+---------------------- 1 / 4
+----------------------- 1 / 2
标志为0,为正。指数由左侧数字的一位映射表示:64+32+16+8+2 = 122 - 127 bias = -5
,因此乘数为2 -5 或1/32
。 127
偏差是允许表示非常小的数字(如接近于零,而不是具有大幅度的负数)。
尾数稍微复杂一些。对于每一位,您在右侧累积数字(在添加隐式1
之后)。因此,您可以将数字计算为{1, 1/2, 1/16, 1/32, 1/256, 1/512, 1/4096, 1/8192, 1/65536, 1/131072, 1/1048576, 1/2097152, 1/8388608}
的总和。
当您添加所有这些内容时,您会获得1.60000002384185791015625
。
当你将 乘以乘数1/32
(先前从指数位计算得出)时,得到0.0500000001
,这样就可以看出0.05
是已经未完全代表。尾数的这个位模式实际上与0.1
相同,但是,指数是-4而不是-5,这就是为什么0.1 + 0.1 + 0.1
很少等于0.3
(这个似乎是最喜欢的面试问题。)
当你开始添加它们时,这个小错误会累积,因为你不仅会在0.05
本身看到一个错误,也会在积累的每个阶段引入错误 - 而不是所有的数字0.1
,0.15
,0.2
等可以完全表示。
最终,如果您使用默认精度,错误将变得足够大以至于它们将开始显示在数字中。您可以通过以下方式选择自己的精度来关闭它:
#include <iostream>
#include <iomanip>
:
std::cout << std::setprecison (2) << time << '\n';
它不会修复变量值,但它会在错误变得可见之前为您提供更多的喘息空间。
顺便说一下,有些人建议避免使用
std::endl
,因为它会强制刷新缓冲区。如果您的实现本身就是行为,那么当您发送换行符时终端设备也会发生这种情况。如果您已将标准输出重定向到非终端,则可能不想要在每一行上进行刷新。与你的问题不太相关,它可能不会在绝大多数情况下产生真正的影响,只是我认为我会提出的一点。
答案 1 :(得分:3)
IEEE浮点数使用二进制数系统,因此无法准确存储十进制数。当你将它们中的几个一起添加时(有时只有两个就足够了),代表性错误可以累积并变得可见。
答案 2 :(得分:0)
某些数字无法使用浮点数或基数2数精确表示。如果我记得正确,其中一个数字是十进制0.05(在基数2中导致infinitely重复小数)。另一个问题是,如果你将浮点数打印到文件(作为基数为10的数字)然后读回来你也可能得到不同的数字 - 因为基数不同而且在将小数base2转换为小数base10数时可能会出现问题。
如果您想要更好的精确度,可以尝试搜索bignum库。不过,这比浮点运行速度慢得多。处理精度问题的另一种方法是尝试将数字存储为&#34;普通分数&#34;与numberator / denominator(即1/10而不是0.1,1 / 3而不是0.333 ..等等 - 甚至可能是图书馆的库,但我还没有听说过),但是赢得了#39;使用非理性数字,例如 pi 或 e 。