将浮点数与整数及其二进制表示进行比较

Posted 2023-03-29

【中文标题】将浮点数与整数及其二进制表示进行比较

【英文标题】：comparing float with integer and their binary representations

【发布时间】：2022-01-09 07:28:55

【问题描述】：

因此，例如 4 可以用 8 位表示为 00000100，而 4.0 可以用 8 位表示为 01111000，使用超 4 表示法和浮点表示法。所以他们不是一回事。但是，当我将 4 与 4.0 进行比较时，Python 和 C 都会给出 1 作为结果。如何 ？由于我提到的原因，他们不应该意味着不同的事情来做电脑吗？

【参考方案1】：

我认为您的困惑来自implicit type conversion，它发生在 C 和 Python 中。事实上 我在上面链接到的***页面使用与您的问题相同的形式，只是数字不同。

其他编程语言的工作方式不同。例如，在没有任何隐式类型转换的 Rust 或 Haskell 中，编译器会抱怨并且这段代码不会编译。请参阅Rust example via Godbolt。

作为 C 编译器在做什么的具体演示，这里有另一个 example in godbolt。它显示在执行浮点比较（通过feq）之前将int 参数转换为float（通过fcvt 指令）。 Python 做了类似的事情，但由于动态调度有点复杂，implementation is here 和PyLong_Check 下的所有内容都处理浮点数与整数比较的情况。

请注意，大多数数据类型不会直接比较存储在内存中的数据。例如，IEEE 754 浮点数有两个零（+1.0 和 -1.0），但它们比较为彼此相等。某些语言允许您比较内存的原始字节，例如memcmp 在 C 中，但这通常不是您想要做的。

【参考方案2】：

虽然以这些二进制形式表示的这两个值（4 和 4.0）确实可以表示不同的 8 位值，但在比较操作中，Python 和 C 比较输入的值，同时考虑到它们各自的类型。这从完全依赖二进制的操作中彻底改变了比较的行为。

Python documentation 状态：

Python 完全支持混合算术：当一个二元算术运算符具有不同数值类型的操作数时，具有“较窄”类型的操作数被扩大到另一个，其中整数比浮点窄，浮点比复数窄.不同类型的数字之间的比较就像是在比较这些数字的确切值

因此，如果您要将 4 与 4.0 进行比较，则会将其视为两个数字都是较宽的类型，从而允许进行混合算术比较。因此，在这种情况下认为 4 与 4.0 不同，从表面上看，这有点误导，因为语言具有特定的行为来以级别的方式比较它们。