在 C++ 中对浮点变量执行算术运算时是不是总是需要使用浮点文字？

Posted 2023-02-22

【中文标题】在 C++ 中对浮点变量执行算术运算时是不是总是需要使用浮点文字？

【英文标题】：Is it always necessary to use float literals when performing arithmetic on float variables in C++?在 C++ 中对浮点变量执行算术运算时是否总是需要使用浮点文字？

【发布时间】：2012-09-21 18:00:10

【问题描述】：

我看到很多 C++ 代码的行如下：

float a = 2;
float x = a + 1.0f;
float b = 3.0f * a;
float c = 2.0f * (1.0f - a);

这些文字后面的.0f 真的有必要吗？如果省略这些，您会失去数字准确性吗？

我认为只有当你有这样的一行时你才需要它们：

float a = 10;
float x = 1 / a;

你应该在哪里使用1.0f，对吧？

【问题讨论】：

我几乎可以肯定这是重复的。 ***.com/q/4353780/868546

在列出的六个示例中，您都不需要.0f。在每种情况下，整数文字都将被提升为浮点类型。

如你所说；有时它们是必要的，有时它们不是（尽管在您的任何示例中它们都不是必需的；float x = 1/10 是它们何时需要的示例）。在我看来，使用它们更容易，而不是考虑是否需要它们。

我认为你会降低性能，因为默认情况下 FP 常量是双倍的。 agner.org/optimize/optimizing_cpp.pdfchapter:14.7 不要混用float和double

@NoSenseEtAl：如果你使用像1.0 这样的双精度文字，你只会得到双精度算术。在与另一个 float 进行算术运算时，像 1 这样的整数文字将被提升为 float。

【参考方案1】：

您需要在以下情况下使用它：

float x = 1/3;

1 或 3 都需要有 .0，否则 x 将始终为 0。

【讨论】：

但是如果在方程中的某处使用了浮点变量，那么它影响的部分将是安全的，对吧？

任何浮点文字 (3.0) 都是 double 类型，所以如果有的话，当它转换为浮点数时，你会在 3.0 上失去一些精度。那，或者浮点数被转换为双精度，并且没有精度丢失。

@JoanVenge：不，在等式中的某处有一个浮点变量是不够的。例如，如果 y 是浮点数，那么 float x = y + 1/3; 仍然是错误的。 1/3 首先被评估。两个操作数都是整数，所以使用整数算术。得到结果后，再与y相加。到那时，有转换成float，但为时已晚。

@Eric：谢谢，这就是我想说的影响力，但就像你说的那样。不确定是否有一个词，但我也在逐个查看是否需要使用.0f。

【参考方案2】：

如果a 是int，那么这两行肯定不等价：

float b = 3.0f * a; 浮动 b = 3 * a;

如果a 太大，第二个将静默溢出，因为右侧是使用整数算术计算的。但第一个是完全安全的。

但如果a 是float，如您的示例所示，那么这两个表达式是等价的。您使用哪一个是个人喜好的问题；第一个可能更卫生。

【参考方案3】：

这在某种程度上取决于您对数字的处理方式。带有f 或F 的浮点文字的类型是float 类型。没有后缀的浮点字面量的类型是double。因此，使用f 后缀与不使用它可能会有细微差别。

只要子表达式涉及至少一个浮点类型的对象，它可能就没有多大关系。更重要的是使用带有整数的后缀来解释为浮点：如果子表达式中不涉及浮点值，则使用整数算术。这可能会产生重大影响，因为结果将是一个整数。

【讨论】：

为什么使用 3.0f，而 3.0 工作得很好？我非常怀疑 float 和 double 之间的转换不是微不足道的。

@Drise：因为（在许多平台上）转换并不简单，而且双精度算术比单精度慢。

使用float 算术的结果可能与使用double 算术的结果不同。是否比另一个快是一个单独的问题并且难以预测：许多浮点单元使用double 甚至long double 而不是float 进行计算，而例如，典型的向量运算确实使用float。即使在计算之前将float 转换为double，结果也可能不同，尽管在示例3.0 中没有，因为该值是精确表示的。但是，在表达式中使用 0.1f 与 0.1 可能会产生不同的结果。

【参考方案4】：

float b = 3.0f * a; 

有时这样做是因为您想确保将 3.0 创建为浮点数而不是双精度数。

【讨论】：

@Drise 我认为没有人在我之前说过...另外，对你来说显而易见的事情对每个人来说并不明显。

@Drise 你抓住了我。我看到了你的评论，并用我的时间机器回到了 9 分钟来发布我的答案。我为自己感到羞耻。