【C言語】小数点第2位で小数部分を切り捨てする方法

2023-07-202024-07-23

この記事では、C言語を使って小数点第2位で小数部分を切り捨てる方法について解説します。

切り捨ての基本的な考え方から、実際のコード例までを紹介し、どのように数値を扱うかを学ぶことができます。

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小数点第2位での切り捨て方法

C言語において、小数点第2位で小数部分を切り捨てる方法は、数値を扱う上で非常に重要です。

特に、金額や測定値など、精度が求められる場面で役立ちます。

このセクションでは、切り捨ての基本的な考え方から実装方法までを詳しく解説します。

基本的な考え方

切り捨ての概念

切り捨てとは、数値の小数部分を特定の位置で削除することを指します。

例えば、3.456という数値がある場合、小数点第2位で切り捨てると、3.45になります。

この操作は、数値をより扱いやすくするために行われます。

小数点第2位の位置

小数点第2位は、数値の小数部分の2番目の桁を指します。

例えば、数値が3.456の場合、小数点第1位は4、小数点第2位は5です。

この位置を基準にして、切り捨てを行います。

数値のスケーリング

10倍する理由

小数点第2位で切り捨てるためには、まず数値を10倍します。

これにより、小数点第2位が整数部分に移動します。

例えば、3.456を10倍すると34.56になります。

この状態で整数部分を取得することで、小数点第2位での切り捨てが可能になります。

整数部分と小数部分の分離

10倍した数値から整数部分を取得することで、小数部分を切り捨てることができます。

34.56の整数部分は34です。

この整数部分を再び10で割ることで、元の数値の小数点第2位で切り捨てた結果を得ることができます。

34を10で割ると、3.4になります。

切り捨ての実装

C言語の標準ライブラリ関数の利用

C言語には、数値を扱うための標準ライブラリ関数がいくつかあります。

特に、floor関数を使用することで、数値を切り捨てることができます。

以下は、floor関数を使った切り捨ての例です。

#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main() {
    double num = 3.456;
    double scaled_num = num * 100; // 100倍して小数点第2位を整数部分に移動
    double truncated_num = floor(scaled_num) / 100; // 整数部分を取得して100で割る
    printf("切り捨て結果: %.2f\n", truncated_num); // 小数点第2位まで表示
    return 0;
}

このコードを実行すると、切り捨てた結果が表示されます。

自作関数の作成

自分で切り捨ての関数を作成することも可能です。

以下は、小数点第2位で切り捨てる自作関数の例です。

#include <stdio.h>
double truncate_to_two_decimal_places(double num) {
    return (int)(num * 100) / 100.0; // 100倍して整数部分を取得し、100で割る
}
int main() {
    double num = 3.456;
    double truncated_num = truncate_to_two_decimal_places(num);
    printf("切り捨て結果: %.2f\n", truncated_num); // 小数点第2位まで表示
    return 0;
}

この自作関数を使うことで、任意の数値に対して簡単に小数点第2位での切り捨てを行うことができます。

コード例

シンプルな切り捨て関数

コードの説明

小数点第2位で小数部分を切り捨てるためのシンプルな関数を作成します。

この関数は、浮動小数点数を引数として受け取り、切り捨てた結果を返します。

具体的には、数値を10倍して整数部分を取得し、その後再び10で割ることで小数点第2位での切り捨てを実現します。

以下がそのコードです。

#include <stdio.h>
// 小数点第2位で切り捨てる関数
double truncate_to_two_decimal_places(double num) {
    return (int)(num * 100) / 100.0; // 100倍して整数部分を取得し、再び100で割る
}
int main() {
    double value = 3.14159;
    double truncated_value = truncate_to_two_decimal_places(value);
    printf("元の値: %.5f, 切り捨てた値: %.2f\n", value, truncated_value);
    return 0;
}

このコードでは、truncate_to_two_decimal_placesという関数を定義しています。

引数として受け取った浮動小数点数を100倍し、整数部分を取得するためにキャストしています。

その後、再び100で割ることで小数点第2位で切り捨てた値を得ています。

使用例

上記のコードを実行すると、次のような出力が得られます。

元の値: 3.14159, 切り捨てた値: 3.14

このように、元の値が3.14159であった場合、切り捨てた結果は3.14になります。

複数の数値に対する切り捨て

配列を使った処理

複数の数値に対して切り捨てを行う場合、配列を使用することができます。

以下のコードでは、配列に格納された複数の浮動小数点数に対して、先ほどの切り捨て関数を適用しています。

#include <stdio.h>
double truncate_to_two_decimal_places(double num) {
    return (int)(num * 100) / 100.0;
}
int main() {
    double values[] = {3.14159, 2.71828, 1.41421, 0.57721};
    int size = sizeof(values) / sizeof(values[0]);
    printf("元の値と切り捨てた値:\n");
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        double truncated_value = truncate_to_two_decimal_places(values[i]);
        printf("元の値: %.5f, 切り捨てた値: %.2f\n", values[i], truncated_value);
    }
    return 0;
}

このコードでは、valuesという配列に複数の浮動小数点数を格納し、forループを使ってそれぞれの値に対して切り捨てを行っています。

ループ処理の実装

上記のコードを実行すると、次のような出力が得られます。

元の値と切り捨てた値:
元の値: 3.14159, 切り捨てた値: 3.14
元の値: 2.71828, 切り捨てた値: 2.71
元の値: 1.41421, 切り捨てた値: 1.41
元の値: 0.57721, 切り捨てた値: 0.57

このように、配列に格納された各数値に対して切り捨てを行い、元の値と切り捨てた値を表示することができます。

これにより、複数の数値に対して一度に処理を行うことが可能になります。

注意点

精度の問題

浮動小数点数の精度限界

C言語では、浮動小数点数(floatやdouble)を使用して小数を扱いますが、これらの型には精度の限界があります。

浮動小数点数は、2進数で表現されるため、特定の小数を正確に表現できない場合があります。

例えば、0.1や0.2といった数値は、浮動小数点数での表現において誤差が生じることがあります。

このため、計算結果が期待通りにならないことがあるため、注意が必要です。

#include <stdio.h>
int main() {
    float a = 0.1f;
    float b = 0.2f;
    float c = a + b;
    printf("0.1 + 0.2 = %f\n", c); // 期待される結果は0.3だが、誤差が生じる
    return 0;
}

このコードを実行すると、0.1 + 0.2の結果が0.3にならないことがあるため、浮動小数点数の精度に注意が必要です。

切り捨てによる影響

他の方法との比較

小数点第2位での切り捨ては、特定の状況で有用ですが、他の方法(切り上げや四捨五入)と比較すると、結果が異なる場合があります。

例えば、切り捨ては常に小数部分を無視するため、数値が小数点第2位で切り捨てられると、意図しない結果を招くことがあります。

#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main() {
    double num1 = 1.234;
    double num2 = 1.236;
    // 切り捨て
    printf("切り捨て: %.2f\n", floor(num1 * 100) / 100); // 1.23
    printf("切り捨て: %.2f\n", floor(num2 * 100) / 100); // 1.23
    // 四捨五入
    printf("四捨五入: %.2f\n", round(num1 * 100) / 100); // 1.23
    printf("四捨五入: %.2f\n", round(num2 * 100) / 100); // 1.24
    return 0;
}

このコードでは、1.234と1.236を切り捨てと四捨五入で処理しています。

切り捨てでは両方とも1.23になりますが、四捨五入では1.234が1.23、1.236が1.24になります。

このように、切り捨ては他の方法と異なる結果をもたらすため、使用する際にはその影響を考慮する必要があります。