使用 float / double 作为循环变量答案

【问题标题】：Using float / double as a loop variable使用 float / double 作为循环变量
【发布时间】：2015-02-06 09:12:56
【问题描述】：

在 x64 架构上运行，Visual Studio 2013 Windows 8.1

我正在尝试运行一个使用浮点数作为其循环变量的循环，问题是在增量操作期间十进制值正在丢失。

例如：

float incrementValue = 360 / 14;
for (float i = 0; i <= 360; i = i + incrementValue)
{
    cout << endl << " I " << i;
}

我需要 i >= 360 的值。但它停在 350 。由于 360/14 =25.7142857 但看起来增量是 25 的步骤。如果我对任何整数做同样的事情，它就可以正常工作，这个问题只适用于 xx.yyyy 形式的任何数字

我尝试查找有关此问题的各种网站，但找不到任何可以帮助我/回答我的问题的内容。

【问题讨论】：

360 / 14 会将25.0 分配给您的变量。使用360.0 / 14.0 分配25.7142857。
这并不能回答这个问题，但是由于浮点精度问题，无论如何使用for循环从我看到的地方开始浮点增量是一个坏主意。我宁愿使用while
使用浮点值作为循环增量没有任何问题，只要您知道几件事。首先，由于精度误差，迭代次数可能会有所不同，因此您的 +-1 可能会超出您的预期。其次，出于与上述相同的原因，直接测试浮点值是否相等是不可靠的，您应该测试该值是否在某个“可接受”范围内。
@Lionel There is nothing wrong with using floating point values as a loop increment 他们不同意 - securecoding.cert.org/confluence/display/seccode/…
@PaulMcKenzie 好吧，“没什么错”可能太强了。 :) 也许“可以考虑使用它”会更合适。

标签： c++ computer-science

【解决方案1】：

您在这里遇到三个问题（两个相关），所有这些问题都可能有所贡献。

首先，浮点比较通常是不明智的，因为虽然您可能认为您拥有360，但实际上它可能是359.999999942。

第二个是不准确随着时间的推移而累积。每次您添加一个像0.99 这样您认为是1 的数字时，错误就会累积。

使用您使用的值，这些错误可能会很小，但您还是应该注意它们。如果您开始处理大量数字，您会很快发现问题。

最后一个不相关的问题是360 / 14 是整数除法，它会给你一个整数结果，25 而不是25.714285714。

您可以通过确保其中一个值是浮点数来解决最后一个问题：

float incrementValue = float(360) / 14;

但这并不能解决前两个问题，它会在某个时候咬你。

要解决这个问题，你最好还是坚持使用整数（对于这种简单的情况）并在最新的可能实例中转换为浮点数：

#include<iostream>
int main (void) {
    int incrementValue = 360;
    for (int i = 0; i <= 360 * 14; i = i + incrementValue)
        std::cout << " I " << float(i) / 14 << '\n';
    return 0;
}

给你：

【讨论】：

但有点不是......虽然你的说法是正确的，但这里的情况是他正在做整数除法
非常感谢。我只是想通了同样的事情。问题是我没有将值转换为 float 。 [ (float)360/(float)14 ] 。我做了这个改变，它现在工作正常
@rahul，请记住其他两个问题。虽然他们可能还没有得到你，但他们最终会:-) 只有一个的数字需要是浮点数，这样你就可以节省一些打字时间。

【解决方案2】：

360 / 14 会给你一个整数结果。试试360.0 / 14.0。

【讨论】：

【解决方案3】：

很难得到 'i = 360'，因为 'i = 360.0000001' 会通过测试，而准确地得到 '360' 会很棘手。计算机上的浮点数很难，而且充满了小问题。

尽量使用整数会更好：-

int num_steps = 14;

for (int i = 0 ; i <= num_steps ; ++i)
{
  float value = 360.0f * i / num_steps;
  // use value
}

在循环中使用 '

【讨论】：

【解决方案4】：

从除法浮点类型中制作操作数：

 float incrementValue = 360.f / 14.f;

【讨论】：

【解决方案5】：

  float incrementValue = (float)360 / 14;
  for (float i = 0; i <= 360; i = i + incrementValue)
  {
      cout << endl << " I " << i;
  }

【讨论】：

【解决方案6】：

如果您知道迭代次数，那么使用浮点数来控制循环并不是一个好主意，因为浮点数并不精确。

事实上，使用浮点数来控制任何循环都是一个坏主意，不使用公差（取决于机器精度）来考虑潜在的舍入误差。

在这种情况下，您知道迭代次数，因此这样的循环就可以解决问题。

int num_steps = 14
float factor = 360.0/num_steps;

for (int i = 0; i < num_steps; ++i)
{
    std::cout << "\nI" << (i*factor);
}

【讨论】：

【解决方案7】：

当我真的想在循环中使用浮点数时，我会更改上限以确保不会因连续浮点错误而出现错误。

float x_min = 0.;
float x_max = 360.;
int N_steps = 14;
float x_step = (x_max - x_min) / N_steps;

for (float x = x_min; x <= x_max + x_step / 2; x += x_step)
{
    // do stuff
}

虽然这可以确保我每一步都正确，但如果有大量的步骤，精度问题就会累积起来。在这种情况下，使用整数循环变量并每次计算相应的浮点数。然后我只计算了一次浮点错误，而不是 14 次（或一百万次）。

【讨论】：