浮点数的数据类型有3种,它们是:

● float:单精度浮点数

● double:双精度浮点数

● long double:扩展精度浮点数

这里的术语“精度”是指尾数中的位数。上述数据类型的精度按从上到下的顺序逐步增加,float在尾数中的位数最少,long double的位数最多。注意精度只确定尾数中的位数。某一类型表示的数值的取值范围主要由指数的可能范围确定。

C++的ANSI标准并没有描述精度和数值范围,所以这些类型的精度和数值范围就由编译器决定,编译器通常会最大限度地利用计算机提供的浮点数功能。一般情况下,long double类型提供的精度大于等于double类型,double类型提供的精度大于等于float类型。

通常,float类型提供7位精度,double类型提供15位精度,long double类型提供19位精度,但double类型和long double类型在几个编译器上的精度是相同的。除了精度有所增加之外,double类型和long double类型的取值范围也在扩大。

在PC上,浮点数类型表示的取值范围如表2-11所示。

表2-11

 

类    型

精度(位数)

取值范围(+或–)

float

7

1.2×1038到3.4×1038

double

15

2.2×10308到1.8×10308

 

显然,这些类型都可以表示0,但不能表示0和正负范围中下限之间的值,所以这些下限是非0值中最小的值。

默认情况下,浮点字面量是double类型,下面就看看如何定义这种类型的变量。可以使用关键字double指定浮点数变量,如下面的语句所示:

double inches_to_mm=25.4;

这个语句把变量inches_to_mm声明为double类型,并把它的值初始化为25.4。在声明浮点数变量时,也可以使用const,在需要浮点数常量时,就可以这么做。如果希望修改变量的值,声明语句应如下所示:

const double inches_to_mm=25.4; //Define a constant conversion factor

如果不需要double变量提供的精度和取值范围,可以选择使用关键字float来声明浮点数变量。例如:

float pi = 3.14159f;

这个语句定义了一个变量pi,并将其初始值设置为3.14159。字面量尾部的f表示这是一个float类型。如果没有f,该字面量就是double类型,这不会出什么问题,但编译器会发出一个警告消息。还可以使用大写字母F来表示浮点数字面量是float类型。

要指定类型为long double的字面量,应在数值的最后加上大写或小写字母L。用下面的语句就可以声明并初始化这种类型的变量:

long double root2 = 1.4142135623730950488L; //Square root of 2

使用浮点数变量是很简单的,但没有使用这种变量的经验终究不太好,所以下面举一个这方面的例子。

程序示例2.5—— 浮点数的算术运算

假定要构建一个圆形的池塘,其中喂养平均长度为9英寸的20条鱼。通过研究发现,必须保证该池塘的表面积为2平方英尺,才能确保每条鱼有6英寸长。本例需要确定池塘的直径,以确保鱼有足够的空间。下面就是实现过程:

//Program 2.5 –Figuring for fish in floating point
#include <iostream> //For output to the screen
#include <cmath> //For square root calculation
using namespace std;
 
int main()
{
double fish_count=20.0;
double ave_length = 9.0/12.0; //Average length of fish in feet
double pond_area =0.0;
double pond_diameter =0.0;
const double fish_factor=2.0/0.5; //Area per unit length of fish
const double pi=3.14159265;
 
//Calculate the required surface area
pond_area = fish_count *ave_length * fish_factor;
 
//Calculate the pond diameter from the area
pond_diameter = 2.0 * sqrt ( pond_area / pi );
 
cout << endl
<<" Pond diameter required is "
<< pond_diameter
<< " feet.";
 
cout << endl;
return 0;
}

这个例子的输出如下所示:

Pond diameter required is 8.74039 feet

例子的说明

首先声明要在计算中使用的6个变量:

double fish_count=20.0;
double ave_length = 9.0/12.0; //Average length of fish in feet
double pond_area =0.0;
double pond_diameter =0.0;
const double fish_factor=2.0/0.5; //Area per unit length of fish
const double pi=3.14159265;

注意使用一个常量表达式来指定fish_factor的值。可以使用任意表达式来生成合适类型的结果,以定义变量的初始化值。这里把fish_factor和pi声明为const,因为不希望修改它们的值。

使用下面的语句获得池塘所需要的面积:

pond_area = fish_count *ave_length * fish_factor;

fish_count和ave_length的乘积给出了所有鱼的总长,把这个值与fish_factor相乘,就得到了需要的面积。

圆的面积可以由公式pr2得到,其中r是半径。所以,可以计算出池塘的半径,即面积除以p,再开方。直径是半径的两倍,整个计算过程由下面的语句完成:

pond_diameter = 2.0 * sqrt ( pond_area / pi );

使用一个在标准头文件cmath中声明的函数来获得平方根。sqrt()函数返回函数名后面的括号中表达式的值的平方根。在本例中,因为表达式的值是double类型,所以返回值的类型是double,而返回的float值的平方根就是float类型。cmath头文件包含了许多其他标准库数值函数的声明,包括三角函数和双曲线函数、对数函数、指数函数和幂函数等。第8章将详细解释函数,包括如何定义自己的函数。

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