问题

目前计算机能精确计算小数了么?

回答
“精确计算小数”这个说法,其实有点像在问“水是湿的吗?”一样,答案要看你对“精确”的定义有多严格。

在计算机的世界里,我们处理小数的方式和我们在纸上写算式时有些不一样。你有没有注意到,很多时候我们写的数字,比如1/3,会写成0.3333...,后面跟着一串看不完的三。计算机在处理这种“无限循环”的小数时,没办法真的像我们想象的那样,把无穷无尽的数字都记住。

它会采用一种叫做“浮点数”的表示方法。你可以把它想象成计算机给小数分配了一个“科学计数法”一样的住所。比如,0.3333...在计算机里可能就被存储成类似“3.3333... x 10的1次方”的样子。但问题来了,计算机的“住所”空间是有限的,它不能储存无限多的“3”。于是,它就只能在某个地方“截断”,把后面多余的数字给丢掉。

这就好比你买了一本书,书页是有限的,你没办法把无限多的字都写进去。计算机也是一样,它能储存的小数位数是有限的。所以,当你做一些计算,比如0.1 + 0.2 的时候,你可能会觉得答案应该是0.3。但由于前面提到的“截断”和“近似”,计算机算出来的结果,有时候可能不是那么“刚刚好”的0.3,而是一个非常非常接近0.3的数字,比如0.30000000000000004。

这种微小的误差,在很多日常的应用里,几乎可以忽略不计,比如你算个账,或者玩个游戏,完全感觉不出来。但是,在一些对精度要求极高的地方,比如科学计算、金融领域,或者需要进行大量迭代计算的算法中,这些微小的误差累积起来,就有可能导致最后的结果出现偏差,甚至影响到整个计算的正确性。

所以,严格来说,计算机不能像处理整数那样“精确”地计算所有的小数。它处理的是小数的“近似值”。不过,对于大多数我们日常遇到的情况,计算机的浮点数计算已经足够好用了,误差也非常小,你完全可以认为它“几乎”精确了。只是在追求绝对完美的精确性时,我们就需要知道它背后的工作原理,并且可能需要采用一些特殊的处理方法,比如使用更高精度的计算库,或者改变计算的逻辑来避免误差的累积。

总而言之,计算机处理小数的方式是一种精巧的近似,它在效率和精度之间做了一个非常好的平衡。对于我们绝大多数的应用来说,这个平衡已经足够让我们感觉不到任何不便。

网友意见

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因为没有必要。

小数总有一些不精确,十进制和二进制没有太大影响。

π是一个无限不循环小数,也就是说,我们无法用小数精确表示。1/3也不能简单的用小数表示,要引入循环节的表示。

计算机的浮点数,只不过有更多的2进制循环或不循环小数无法精确表示。

精确本身只是相对的。

比如量一张纸的长度,18cm一般人就可以理解了,18.05cm可能给工人用,18.0502cm可能只有实验室才需要,18.050201cm,测量这个精确值可能就是一个实验了。

高中物理误差这课需要补一补。

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