【C言語】他の型の値とdouble型の値を計算する際の注意点

2023-09-102023-12-08

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型の変換による計算結果の異なる場合

C言語では、異なるデータ型の値を計算する際には、自動的に型の変換が行われます。

しかし、異なるデータ型同士の計算では、予期しない結果が生じることがあります。

例えば、整数型と浮動小数点型の値を計算する場合、整数型の値が浮動小数点型に変換されてから計算が行われます。

この際、整数型の値が正確に表現できる範囲を超える場合、計算結果に誤差が生じる可能性があります。

以下に、具体的な例を示します。

#include <stdio.h>
int main() {
    int num1 = 10;
    double num2 = 3.14;
    double result = num1 / num2;
    printf("計算結果: %f\n", result);
    return 0;
}

上記のコードでは、整数型のnum1と浮動小数点型のnum2を除算しています。

しかし、num1が整数型であり、num2が浮動小数点型であるため、num1が浮動小数点型に変換されてから除算が行われます。

その結果、期待した結果である3.184713ではなく、3.000000という結果が表示されます。

このように、異なるデータ型同士の計算では、型の変換によって計算結果が異なる場合があるため、注意が必要です。

型の変換による情報の損失

C言語では、異なるデータ型同士の変換が行われる際に、情報の損失が生じることがあります。

例えば、整数型の値を浮動小数点型に変換する場合、整数型では表現できる範囲を超える値や小数部分が切り捨てられる値が生じる可能性があります。

以下に、具体的な例を示します。

#include <stdio.h>
int main() {
    int num1 = 1000000000;
    float num2 = num1;
    printf("変換結果: %f\n", num2);
    return 0;
}

上記のコードでは、整数型のnum1を浮動小数点型のnum2に変換しています。

しかし、num1が整数型であり、num2が浮動小数点型であるため、num1の値が浮動小数点型に変換される際に情報の損失が生じます。

その結果、期待した結果である1000000000.000000ではなく、1000000000.000000という結果が表示されます。

このように、異なるデータ型同士の変換では、情報の損失が生じる可能性があるため、注意が必要です。

正確な計算結果を得るための注意点

C言語では、浮動小数点数の計算において正確な結果を得るためには、以下の注意点に留意する必要があります。

浮動小数点数の誤差

浮動小数点数は、有限のビット数で表現されるため、厳密な値を表現することができません。

そのため、浮動小数点数の計算では、誤差が生じることがあります。

例えば、以下のコードでは、0.1を10回足し合わせる計算を行っています。

#include <stdio.h>
int main() {
    double sum = 0.0;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        sum += 0.1;
    }
    printf("計算結果: %.20f\n", sum);
    return 0;
}

このコードを実行すると、期待した結果である1.000000ではなく、0.999999...という結果が表示されます。

これは、浮動小数点数の誤差によるものです。

計算順序の影響

C言語では、計算式の評価順序によって結果が異なる場合があります。

特に、浮動小数点数の計算では、計算順序によって誤差が生じることがあります。

例えば、以下のコードでは、浮動小数点数の計算を行っています。

#include <stdio.h>
int main() {
    double result = 1.0 / 3.0 * 3.0;
    printf("計算結果: %f\n", result);
    return 0;
}

このコードを実行すると、期待した結果である1.000000ではなく、0.999999という結果が表示されることがあります。

これは、計算順序による誤差が生じた結果です。

正確な計算結果を得るためには、計算式の評価順序に留意する必要があります。

【C言語】double型の範囲