问题

for 循环为什么不支持小数?

回答
你这个问题提得很有意思,也触及了编程语言设计中一个非常基础的层面。之所以我们在大部分编程语言中看到的 `for` 循环(或者说计数型的 `for` 循环)通常只支持整数,这背后其实是出于效率、简洁性以及最核心的“迭代”概念的定义。

想象一下,我们使用 `for` 循环的初衷是什么?最常见的场景就是“重复做某件事情,并且知道要重复多少次”或者“遍历一个序列,知道序列有多长”。比如,你想让屏幕上的一个点向右移动10个像素,你自然会想到 `for` 循环,让它执行10次,每次移动一个像素。这里的“10”和“1”都是整数,它们直接对应着我们要执行的次数和每次的步进。

如果 `for` 循环支持小数,会发生什么?

1. “步进”的定义变得模糊: 什么是“0.1”的步进?你可能想让它从0开始,每次增加0.1,直到某个值。这听起来像是在做数学上的“递增数列”。但问题在于,计算机在处理小数(浮点数)时,并不是精确的。由于存储和计算的原理,很多小数是无法用二进制精确表示的,这会导致累积误差。

举个例子,你可能期望 `for i = 0.0; i < 1.0; i += 0.1` 能够正好循环10次(0.0, 0.1, 0.2, ..., 0.9)。但实际情况是,由于0.1的小数表示不精确,累积的误差可能会让 `i` 在某个时刻“略大于”0.9,但又“非常接近”1.0,导致循环次数的预期被打乱。你可能得到9次,也可能得到11次,或者更奇怪的结果。这完全违背了 `for` 循环“可控、可预测”的迭代特性。

2. “计数”的本质被破坏: 传统 `for` 循环的核心是一种“计数器”机制。它有一个起始值,一个结束条件,和一个步长。这些都是整数操作,非常高效且直接。计算机的处理器有专门的指令来处理整数的加减乘除和比较,这些操作非常快。如果引入浮点数,就必须调用更复杂的浮点运算单元,效率会受到影响。而且,从“计数”的角度看,用小数来计数本身就有点奇怪。你不会说“我数了1.5个苹果”。

3. 更适合的工具在哪里? 当我们需要处理一系列连续的数值,并且这些数值之间有固定间隔时,我们通常有更专门、更适合的工具。比如:
数学函数和库: 如果你需要生成一个从0到1,间隔为0.1的数列,现代编程语言通常会提供专门的库函数(比如Python的`numpy.arange` 或 `numpy.linspace`),这些函数在内部会更巧妙地处理浮点数的生成和精度问题,并返回一个明确的序列(通常是数组或列表)。
`while` 循环: 对于需要根据某个条件持续进行的操作,`while` 循环是更自然的选择。你可以写 `while (value < limit)`,在循环体内部手动更新 `value += step`。虽然你仍然可能遇到浮点数精度问题,但至少你在逻辑上是控制这个过程的,并且可以设计一些容错机制(比如检查 `abs(value limit) < epsilon`)。

4. 设计上的简洁和清晰: 编程语言的设计者们希望 `for` 循环保持其核心的“迭代次数”或“序列遍历”的语义。如果加入了对小数的支持,`for` 循环的语义就会变得复杂,需要考虑浮点数的精度问题,这会增加语言的复杂性,也可能让初学者感到困惑。将小数的生成和处理交给专门的库或 `while` 循环,可以保持 `for` 循环的简洁和易用性。

总而言之,`for` 循环之所以“不支持”小数,不是因为它做不到,而是因为这样做不符合它最核心的设计意图(高效、可预测的计数和序列遍历),会引入复杂性和潜在的精度问题,并且有更适合的工具来处理需要小数的场景。 它被设计成专注于整数的“有多少个”或者“在序列的哪个位置”。

网友意见

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此问题与for无关,与浮点数的计算精度有关。

楼主你要记住一件事,浮点数是不能判相等的,比如你要判断someVar的值是不是等于0,要这样写

       abs(someVar - 0.0) < 1e-6      

someVar <= 9.9怎么写?

       someVar < 9.9 || abs(someVar - 9.9) < 1e-6  someVar < 9.9 + 1e-6      

如此类推

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