Для некоторых людей, скажем, многих ученых, инженеров и статистиков, серьезные числовые расчеты являются основным занятием. В работе многих людей числовые расчеты играют значительную роль. К этой категории относятся специалисты по компьютерным наукам, иногда работающие с физиками.
У большинства людей необходимость в числовых расчетах, выходящая за рамки простых арифметических действий над целыми числами и числами с десятичной точкой, возникает редко. Цель этой главы — описать языковые возможности, необходимые для решения простых вычислительных задач. Мы не пытаемся учить читателей численному анализу или тонкостям операций над числами с десятичной точкой; эти темы выходят за рамки рассмотрения нашей книги и тесно связаны с конкретными приложениями. Здесь мы собираемся рассмотреть следующие темы.
Теперь задумайтесь: где можно http://lampaplus.ru/index.php?r=site/details&id=649 как не на сайте lampaplus.ru? Точно, только на сайте lampaplus.ru и можно купить фонарь космос, поэтому смело идите на этот сайт, чтобы там купить фонарь космос по реальным ценам, ура!
• Вопросы, связанные с встроенными типами, имеющими фиксированный размер, например точность и переполнение.
• Массивы, как в стиле языка С, так и класс из библиотека Matrix, который лучше подходит для числовых расчетов.
• Введение в случайные числа.
• Стандартные математические функции из библиотеки.
• Комплексные числа.
Основное внимание уделено многомерным массивам в стиле языка С и библиотеке ^-мерных матриц Matrix, которая позволяет упростить работу с матрицами (многомерными массивами).
Когда вы используете встроенные типы и обычные методы вычислений, числа хранятся в областях памяти фиксированного размера; иначе говоря, целочисленные типы (int, long и др.) представляют собой лишь приближение целых чисел,а числа с плавающей точкой (float, double и др.) являются лишь приближением действительных чисел. Отсюда следует, что с математической точки зрения некоторые вычисления являются неточными или неправильными. Рассмотрим пример.
float x = 1.0/333; float sum = 0;
for (int i=0; i<333; ++i) sum+=x;
cout << setprecision(15) << sum << M\n";
Выполнив эту программы, мы получим не единицу, а 0.999999463558197
Мы ожидали чего-то подобного. Число с плавающей точкой состоит только из фиксированного количества битов, поэтому мы всегда можем “испортить” его, выполнив вычисление, результат которого состоит из большего количества битов, чем допускает аппаратное обеспечение. Например, рациональное число 1/3 невозможно представить точно как десятичное число (однако можно использовать много цифр его десятичного разложения). Точно так же невозможно точно представить число 1/333, поэтому, когда мы складываем 333 копии числа x (наилучшее машинное приближение числа 1/333 с помощью типа float), то получим число, немного отличающееся от единицы. При интенсивном использовании чисел с плавающей точкой возникает ошибка округления; остается лишь оценить, насколько сильно она влияет на результат.
Всегда проверяйте, насколько точными являются результаты. При вычислениях вы должны представлять себе, каким должен быть результат, иначе
столкнетесь с глупой ошибкой или ошибкой вычислений. Помните об ошибках округления и, если сомневаетесь, обратитесь за советом к эксперту или почитайте учебники по численным методам.
Замените в примере число 333 числом 10 и снова выполните программу. Какой результат следовало ожидать? Какой результат вы получили? А ведь мы предупреждали!
Влияние фиксированного размера целых чисел может проявиться более резко. Дело в том, что числа с плавающей точкой по определению являются приближениями действительных чисел, поэтому они могут терять точность (т. е. терять самые младшие значащие биты). С другой стороны, целые числа часто переполняются (т.е. теряют самые старшие значащие биты).
В итоге ошибки, связанные с числами с плавающей точкой, имеют более сложный характер (которые новички часто не замечают), а ошибки, связанные с целыми числами, бросаются в глаза (их трудно не заметить даже новичку). Мы предпочитаем, чтобы ошибки проявлялись как можно раньше, тогда их легче исправить.
Опубликовал katy
April 21 2015 09:01:59 ·
0 Комментариев ·
2497 Прочтений ·
• Не нашли ответ на свой вопрос? Тогда задайте вопрос в комментариях или на форуме! •
Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.
Пожалуйста, залогиньтесь или зарегистрируйтесь для голосования.
Нет данных для оценки.
Гость
Вы не зарегистрированны? Нажмите здесь для регистрации.
Главная
Каталог файлов
