今天,我在看一些c++代码(别人写的),发现了这一部分:
double someValue = ...
if (someValue < std::numeric_limits<double>::epsilon() &&
someValue > -std::numeric_limits<double>::epsilon()) {
someValue = 0.0;
}
我在想这到底说得通不合理。
epsilon()的文档说:
该函数返回1与可[用双精度符号]表示的大于1的最小值之间的差值。
这是否也适用于0,即()的最小值大于0?或者有没有0到0 +之间的数可以用双精度数表示?
如果不是,那么比较是不是等同于someValue == 0.0?
假设64位IEEE双精度,则有52位尾数和11位指数。让我们把它分解一下:
1.0000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 × 2^0 = 1
大于1的最小可表示数:
1.0000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001 × 2^0 = 1 + 2^-52
因此:
epsilon = (1 + 2^-52) - 1 = 2^-52
在0和之间有数字吗?很多……例如,最小正可表示(正常)数为:
1.0000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 × 2^-1022 = 2^-1022
事实上,在0和之间有(1022 - 52 + 1)×2^52 = 4372995238176751616个数字,这是所有正可表示数字的47%…
可以用下面的程序输出一个数(1.0,0.0,…)的近似值(可能的最小差值)。输出如下:
0.0 = 4.940656e-324
1.0的是2.220446e-16
稍微思考一下就会明白,我们用来计算它的值的数字越小,指数就越小,因为指数可以调整到这个数字的大小。
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
double getEps (double m) {
double approx=1.0;
double lastApprox=0.0;
while (m+approx!=m) {
lastApprox=approx;
approx/=2.0;
}
assert (lastApprox!=0);
return lastApprox;
}
int main () {
printf ("epsilon for 0.0 is %e\n", getEps (0.0));
printf ("epsilon for 1.0 is %e\n", getEps (1.0));
return 0;
}