如何提高C语言代码质量？

Posted 2021-05-02 嵌入式软件开发学习圈

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尽量少使用浮点类型

 C语言标准规定的浮点数据类型有float、double、long double三种，

和整型一样，浮点数据类型既没有规定每种类型占多少字节，也没有规定采用哪种表示形式。因此，浮点数据类型的实现在各种平台上差异很大，有的处理器有浮点运算单元(Floating Point Unit, FPU),称为硬浮点(Hard-float) 实现；而有的处理器没有浮点运算单元，只能做整数运算，也就是需要用整数运算来模拟浮点运算，这种实现方式称为软浮点( Soft-float)实现。

迄今为止，大部分平台的浮点数实现都遵循IEEE754标准(IEEEStandardfor

Binary Floating-Point Arithmetic, ANSI/IEEE Std 754-1985 )。这里需要特别说明的是，ANSIC并未规定long double类型的准确精度。正因为如此，对于不同的平台，long double类型可能有不同的实现，有的是8字节，有的是10字节，还有的是12字节或更多。

在x86平台上，大多数编译器实现的long double类型是80位，因为x86的浮点运算单元具有80位精度。如在VC++ 2010中运行“sizeof(long double)”所得的结果为8，而在GCC中运行“sizeof(long double)”所得的结果则为12 (即96位)。但一般来说，long double类型的精度要高于double类型，至少它们也应该相等。

 了解IEEE 754浮点数

浮点数简介

在计算机系统的发展过程中，业界曾经提出过许多种实数的表达方法，比较典型的有相对于浮点数( Floating Point Number)、定点数( Fixed Point Number)。在定点数表达法中，其小数点固定地位于实数所有数字中间的某个位置。

例如，货币的表达就可以采用这种表达方式，如55.00或者00.55可以用于表达具有4位精度，小数点后有两位的货币值。由于小数点位置固定，所以可以直接用4位数值来表达相应的数值。

但我们不难发现，定点数表达法的缺点就在于其形式过于僵硬，固定的小数点位置决定了固定位数的整数部分和小数部分，不利于同时表达特别大的数或者特别小的数。因此，最终绝大多数现代的计算机系统都采纳了所谓的浮点数表达法。

浮点数表达法采用了科学计数法来表达实数，即用一个有效数字、一个基数( Base)、一个指数( Exponent) 以及一个表示正负的符号来表达实数。比如，666.66用十进制科学计数法可以表达为6.6666x 102 (其中，6.6666 为有效数字，10为基数，2为指数)。浮点数利用指数达到了浮动小数点的效果，从而可以灵活地表达更大范围的实数。

当然，对实数的浮点表示仅作如上的规定是不够的，因为同一实数的浮点表示还不是唯一的。例如 上面例子中的666.66可以表达为0.66666x 103、6.6666x 102或者66.666x 10'三种方式。因为这种表达的多样性，因此有必要对其加以规范化以达到统一表达的目标。规范的浮点数表达方式具有如下形式:

有效数字中数字的个数称为精度，我们可以用p来表示，即可称为p位有效数字精度。每个数字d介于0和基数β之间，包括0。

其中，对十进制的浮点数，即基数β等于10的浮点数而言，上面的表达式非常容易理解。如12.34，我们可以根据上面的表达式表达为: 1 x 10^1+2x 10^0+3x 10^-1+4x 10^-2，其规范浮点数表达为1.234x 10'。

但对二进制来说，上面的表达式同样可以简单地表达。唯一不同之处在于:二进制的β等于2，而每个数字d只能在0和1之间取值。如二进制数1001.101,我们可以根据上面的表达式表达为: 1 x2^3+0x2^2+0x2^1+1 x2^0+1 x2^-1+0x2^-2+1 x2^-3,其规范浮点数表达为

1.001101 x 2^3。

现在，我们就可以这样简单地把二进制转换为十进制，一个十进制小数要能用浮点数精确地表示，最后一位必须是5(当然这是必要条件，并非充分条件)。规律推演如下面的示例所示:

 

 

之所以“34.6-34.0=0.599998"，产生这个误差的原因是34.6无法精确地表达为相应的浮点数，而只能保存为经过舍人的近似值。而这个近似值与34.0之间的运算自然无法产生精确

如果你要将十进制数转换成二进制数，则需要把整数部分和小数部分分别转换。其中，整数部分除以2，取余数;小数部分乘以2,取整数位。

如将13.125转换成二进制数如下:

首先转换整数部分（13）,除以2，取余数，所得结果为1101。

其次转换小数部分（0.125）,乘以2，取整数位。转换过程如下:

0.125x2=0.25    取整数位0

0.25x2=0.5        取整数位0

0.5x2= 1            取整数位1

小数部分所得结果为001,

即13.125=1101.001,用规范浮点数表达为1.101001 x2^3。

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