我正在用C/C++做一些三角计算,遇到了舍入误差的问题。例如,在我的Linux系统上:
#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main(int argc, char *argv[]) {
printf("%e\n", sin(M_PI));
return 0;
}
此程序给出以下输出:
1.224647e-16
正确答案当然是0。
在使用trig函数时,我可以预期有多大的舍入误差?我如何最好地处理这个误差?我熟悉布鲁斯Dawson的Comparing Floating Point Numbers中用于比较浮点数的Units in Last Place技术,但它似乎在这里不起作用,因为0和1.22e-16相差很多ULP。
9条答案
按热度按时间axkjgtzd1#
对于sin(pi),答案只有0--你把Pi的所有数字都算进去了吗?
gpnt7bae2#
一个IEEE双精度浮点数存储52位尾数,其中“隐式前导1”形成一个53位数。因此,结果最后一位的错误约占小数位数的1/2^53。您的输出与1.0的阶数相同。所以结果是10^16的一部分(因为53*log(2)/log(10)== 15.9)。
所以是的。这是你所能期望的精确度的极限。我不确定你使用的ULP技术是什么,但我怀疑你用错了。
sauutmhj3#
π的正弦为0.0。
M_PI
的正弦值约为1.224647e-16。M_PI
不是π当正确答案当然是0时,程序给出... 1.224647e-16。
代码给出了7个有效位的正确答案。
下面的代码没有打印π的正弦。它打印了一个接近π的数的正弦。见下图。
注:使用数学函数 sine(x),曲线在 x = π 处的斜率为-1.0。π与
M_PI
的差值约为sin(M_PI)
- *,符合预期 *。我遇到了舍入误差的问题
当使用
M_PI
来表示π时,舍入问题发生。M_PI
是最接近π的double
常数,然而由于π是无理数,并且所有有限的double
都是有理的,它们必须不同-即使是很小的差异。因此,这不是sin(), cos(), tan()
的直接舍入问题。sin(M_PI)
简单地暴露了使用M_PI
开始的问题-不精确的π。如果代码使用不同的FP类型,如
float
、long double
或double
,并且精度不是53个二进制位,则会出现sin(M_PI)
具有不同非零结果的问题。这不是精度问题,而是无理/有理问题。z2acfund4#
@Josh Kelley --好的认真回答。
一般来说,永远不要将任何涉及浮点数或双精度数的运算结果进行相互比较。
唯一的例外是赋值。
浮动a=10.0;
浮动B=10.0;
则a==B
否则你必须写一些函数比如bool IsClose(float a,float b,float error)来检查两个数字是否在彼此的“error”范围内。
记住还要检查标志/使用晶圆厂-您可能有-1.224647e-16
8i9zcol25#
错误有两个来源:sin()函数和M_PI的近似值。即使sin()函数是“完美的”,它也不会返回零,除非M_PI的值也是完美的--但它不是。
dgsult0t6#
我认为这取决于系统。我不认为标准对超越函数的精确度有任何说明。不幸的是,我不记得看到过任何关于函数精确度的讨论,所以你可能要自己弄清楚。
neskvpey7#
除非你的程序需要有效数字到小数点后第16位或更多,你可能可以手动舍入。从我编程游戏的经验来看,我们总是把小数舍入到一个可以忍受的有效数字。例如:
9o685dep8#
在我的系统上得到了完全相同的结果-我得说它足够接近了
我可以通过将格式字符串更改为“%f\n”来解决此问题:)
但是,这会给您一个“更好”的结果,或者至少在我的系统上它确实给出-3.661369e-245
cngwdvgl9#
可能实现的准确性太低
http://fresh2refresh.com/c/c-function/c-math-h-library-functions/
这是一个不准确的实现,见斯蒂芬C.钢的意见下安迪罗斯'回答以上和chux的答案。