编程技术:浮点误差与循环控制
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更新于2024-07-03
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"该计算机编程课件主要探讨了基本编程技术,特别关注浮点计算误差、循环控制以及在实际编程中遇到的问题。"
在编程中,浮点计算的误差累积是一个重要的概念。浮点数在计算机中是用二进制表示的,这导致它们无法精确表示所有十进制小数,尤其是分数部分。例如,1/10在二进制下无法精确表示,从而引入了计算误差。当进行一系列浮点运算时,这些微小的误差会逐渐累积,可能导致结果与预期相差较大。在课件的“艰难旅程”示例中,乌龟的爬行距离就是通过累加调和级数来计算的,而这个级数在数学上是无限可加的。然而,由于浮点计算的误差,使用float类型计算时,程序可能在达到一定步数后无法继续精确地增加乌龟的爬行距离,这就限制了计算的准确性和可行性。
从循环的中间退出,通常使用break语句实现。在上述例子中,如果乌龟已经爬了足够的距离,程序应能中断循环并返回结果。然而,当使用float类型计算乌龟的爬行时间时,由于浮点误差,循环可能无法正确判断是否达到目标距离,导致程序无法终止。
循环中的变量管理也是编程中必不可少的技能。在例4.3中,`for`循环中变量`i`用于追踪循环次数,`x`则用于累计乌龟的爬行距离。当使用float计算时,`x`的值会因为浮点误差而不能精确更新,从而影响循环的控制逻辑。
为了减少或解决浮点计算误差,开发者可以选择使用更高精度的数据类型,如double。在课件中,将函数`secondsf`中的float改为double后,虽然延迟了误差累积的时间,但仍然无法避免误差的存在。在实际编程中,我们还可以采用其他策略,比如使用特定的库函数进行高精度计算,或者在必要时对浮点数进行四舍五入,以适应特定的应用需求。
此外,测试函数`test_float`展示了在浮点数求和过程中,何时和值不再发生变化,这表明在达到一定项数后,浮点计算误差已经使得后续项的贡献变得可以忽略不计。这个测试有助于理解浮点计算误差对程序行为的影响。
总结来说,本课件强调了浮点计算误差在编程中的影响,以及如何在循环控制中处理这种误差。学习者需要了解浮点数的精度限制,以便在设计算法和编写代码时做出适当的决策,以提高程序的准确性。同时,掌握正确的循环控制技巧也是提升编程效率的关键。
2022-06-18 上传
2022-06-18 上传
2022-06-14 上传
2022-06-26 上传
2021-09-21 上传
2022-05-15 上传
2022-11-18 上传
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