关于 C++ 中浮点数据类型声明的困惑

Question

这里是一个完整的新手。为了我的学校作业，我被要求编写一个显示 -

s= 1 + 1/2 + 1/3 + 1/4 ..... + 1/n

这就是我所做的 -

#include<iostream.h>
#include<conio.h>

void main()
{
    clrscr();
    int a;
    float s=0, n;
    cin>>a;
    for(n=1;n<=a;n++)
    {
        s+=1/n;
    }
    cout<<s;
    getch();
}

它完美地展示了它应该展示的东西。但是，过去我只编写了使用 int 数据类型的程序。据我了解， int 数据类型不包含任何小数位，而 float 则包含。所以我对浮动还不太了解。那天晚上晚些时候，我在 YouTube 上观看了一段视频，其中他正在编写完全相同的程序，但方式略有不同。视频是一些外语，所以我看不懂。他所做的将'n'声明为整数。

int a, n;
float s=0;

而不是

int a
float s=0, n;

但这并没有显示预期的结果。所以他继续并展示了两种纠正方法。他对 for 循环体进行了更改 -

s+=1.0f/n;

和

s+=1/(float)n;

据我了解，他后来在程序中声明了一个浮点数据类型（我说的对吗？）。所以，我的问题是，两者都显示相同的结果，但两者之间有什么区别吗？当我们声明 'n' 为浮点数时，为什么他写的是 1.0f 而不是 n.f 或 f.n。我试过了，但它给出了错误。而在第二种方法中，为什么我们不能写 1(float)/n 而不是 1/(float)n？和第一种方法一样，我们添加了float后缀1。另外，1.f和1.0f有区别吗？

我试图用谷歌搜索我的问题，但找不到任何答案。此外，几个小时后我想到的另一个困惑是 - 为什么我们还要声明“n”浮动？根据程序，总和应该是一个实数。所以，我们不应该只声明's'一个浮点数吗？我想得越多，我的大脑就越混乱。请帮忙！

谢谢。

Answer 1

原因是整数除法的行为不同于浮点除法。

4 / 3 为您提供整数 1。 10 / 3 为您提供整数 3。

但是，4.0f / 3 给你浮动 1.3333...，10.0f / 3 给你浮动 3.3333...

如果你有：

float f = 4 / 3;

4 / 3 将为您提供整数1，然后将其作为1.0f 存储到浮点数f 中。

您必须确保除数或被除数是浮点数：

float f = 4.0f / 3;
float f = 4 / 3.0f;

如果你有两个整数变量，那么你必须先将其中一个转换为浮点数：

int a = ..., b = ...;
float f = (float)a / b;
float f = a / (float)b;

第一个相当于：

float tmp = a;
float f = tmp / b;

Answer 2

由于n 永远只有一个整数值，因此将其定义为int 是有意义的。但是，这样做意味着这不会像您预期的那样工作：

s+=1/n;

在除法运算中，两个操作数都是整数类型，所以它执行整数除法，这意味着它取结果的整数部分并丢弃任何小数部分。所以1/2 将计算为0，因为将 1 除以 2 得到 0.5，而丢弃分数得到 0。

这与保留小数部分的浮点除法相反。如果任一操作数是浮点类型，C 将执行浮点除法。

在上述表达式的情况下，我们可以通过对任一操作数执行类型转换来强制浮点除法：

s += (float)1/n

或者：

s += 1/(float)n

你也可以通过给定一个小数部分将常数1指定为浮点常数：

s += 1.0/n

或附加f 后缀：

s += 1.0f/n

f 后缀（以及U、L 和LL 后缀）只能应用于数字常量，而不是变量。

Answer 3

他正在做的是一种叫做铸造的东西。我相信你们学校会在新的讲座中提到它。基本上 n 被设置为整个程序的整数。但是由于 integer 和 double 是相似的（都是数字），c/c++ 语言允许你使用它们，只要你告诉编译器你想用它做什么。您可以通过添加括号和数据类型来做到这一点，即

(float) n

Answer 4

他稍后在程序中声明了“n”一个浮点数据类型（我说的对吗？）

不，他定义（因此也声明）n 和 int，后来他明确地将其转换（转换）为 float。两者都非常不同。

两者都显示相同的结果，但两者之间有什么区别吗？

不。在这种情况下，它们是相同的。当算术运算符具有int 和float 操作数时，前者会隐式转换为后者，因此结果也将是float。他只是向你展示了两种方法。当两个操作数都是整数时，你会得到一个可能不正确的整数值，而正确的数学除法会给你一个非整数商。为了避免这种情况，通常将其中一个操作数制成浮点数，以便实际结果更接近预期结果。

为什么他写的是 1.0f 而不是 n.f 或 f.n。我试过了，但它给出了错误。 [...] 另外，1.f 和 1.0f 之间有区别吗？

这是因为语言语法是这样定义的。当你声明一个浮点字面量时，后缀是使用.f。所以5 是int 而5.0f 或5.f 是float；省略任何尾随 0s 时没有区别。但是，n.f 是语法错误，因为 n 是标识符（变量）名称，而不是常量数字文字。

而在第二种方法中，为什么我们不能写 1(float)/n 而不是 1/(float)n？

(float)n 是 int 变量 n 的有效 C 风格转换，而 1(float) 只是语法错误。

Answer 5

s+=1.0f/n;

和

s+=1/(float)n;

...所以，我的问题是，两者都显示相同的结果，但两者之间有什么区别吗？

是的。

在 C 和 C++ 中，当计算涉及不同类型的表达式时，这些表达式中的一个或多个将被“提升”为具有更高精度或范围的类型。因此，如果您有一个带有signed 和unsigned 操作数的表达式，则signed 操作数将被“提升”为unsigned。如果您有一个带有float 和double 操作数的表达式，则float 操作数将提升为double。

请记住，用两个整数操作数进行除法会得到整数结果 - 1/2 产生 0，而不是 0.5。要获得浮点结果，至少有一个操作数必须具有浮点类型。

对于1.0f/n，表达式1.0f 的类型为float¹，因此n 将从int 类型“提升”为float 类型.

在1/(float) n 的情况下，表达式n 被显式强制转换 类型为float，因此表达式1 从类型int 提升为float .

挑剔：

• 除非您的编译器文档明确 将void main() 列为main 函数的合法签名，否则请改用int main()。来自online C++ standard：
  

  3.6.1 主要功能
  ...
  2 实现不应预定义main 函数。该功能不得重载。 它应该有一个声明的返回类型int，否则它的类型是实现定义的...

• 其次，请格式化您的代码 - 这样便于其他人阅读和调试。空格和缩进是你的朋友——使用它们。

---

^{1。不带后缀的常量表达式1.0 的类型为double。 f 后缀告诉编译器将其视为float。 1.0/n 将产生 double 类型的值。}