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C语言中bool和float的用法实例解析

作者：冬戎r

这篇文章主要介绍了C语言中bool类型和float类型的相关资料,bool类型用于声明布尔变量,只有true和false两种值,float类型用于存储单精度浮点数,文中通过代码介绍的非常详细,需要的朋友可以参考下

一、BOOL

1、C语言bool详解

2、bool的用法和定义 

        要使用bool类型，首先需要包含头文件<stdbool.h>，然后，你可以像声明其他类型的变量一样声明bool类型的变量：

#include <stdbool.h>

bool isHappy = true;  
bool isSad = false;

3、bool的基本作用

   bool类型的主要作用是提供一种更直观、更易于理解的方式来表示逻辑值。在编写条件语句时，使用bool类型的变量可以使代码更加清晰和易于理解。

4、bool与其他类型的转换

在需要时，bool类型的值可以隐式地转换为int类型，其中false转换为0，true转换为1。但是，将int类型转换为bool类型时，0会被转换为false，任何非0的值都会被转换为true。

5、使用bool的注意事项

6、拓展：bool类型与其“零值”比较

        在布尔逻辑的语义中，零值被视为“假”（FALSE），而任何非零值都被视为“真”（TRUE）。值得注意的是，TRUE的具体数值并没有统一的标准，它依赖于具体的编程语言或环境。例如，在Visual C++中，TRUE被定义为1，而在Visual Basic中，TRUE则被定义为-1。

        重要的是要理解，bool类型变量的本质是一个布尔表达式，用于表示与“零值”（即FALSE）的比较结果。因此，在if语句中直接使用bool类型的变量作为条件表达式，无需显式地与其“零值”进行比较。正确的if语句用法如下：

bool b;  
// 假设b已被赋予某个值  
if (b) {  
    // 如果b为真（非零），则执行此处代码  
    ...  
}  
  
// 使用逻辑非操作符"!"来检查b是否为假（零值）  
if (!b) {  
    // 如果b为假（零值），则执行此处代码  
    ...  
}

二、FLOAT

1、float的定义和用途

float关键字用于声明一个单精度浮点变量，它能够存储带有小数的数值，且数值范围相对较广。在C语言中，float类型通常占用4个字节（32位）的内存空间，其中1位用于符号位，8位用于指数位，而剩下的23位则用于尾数位。

2、float的基本使用

在C语言中，使用float关键字定义变量时，需要在变量名后加上“f”或“F”后缀，以明确表示这是一个float类型的常量。例如：

float a = 3.14f;
//如果不加“f”或“F”后缀，编译器可能会将其视为double类型的常量，进而可能引发类型不匹配的警告或错误。

3、float的精度问题

float精度问题的根本原因在于计算机内部使用二进制来表示浮点数，而很多十进制小数无法完全用二进制精确表示。此外，float类型在存储时遵循IEEE 754标准，该标准将32位分为符号位（1位）、指数位（8位）和尾数位（23位），这种表示方式也限制了float的精度。

具体来说，尾数位用于表示浮点数的小数部分，但由于只有23位，因此只能精确表示一定范围内的数字。对于超出这个范围的数字，计算机将进行舍入操作，以找到最接近的可表示数字，从而导致精度损失。

4、精度问题的举例

1、0.1无法精确表示：

在十进制中，0.1是一个简单的数字，但在二进制中，它无法精确表示。当我们尝试将0.1存储为float类型时，计算机会将其转换为最接近的二进制分数，从而导致精度损失。例如：

float a = 0.1f;  
// 输出可能不是0.1，而是类似0.100000024的近似值

2、浮点数相加产生精度损失：

当我们将两个浮点数相加时，如果它们的小数部分无法精确表示，那么相加的结果也可能出现精度损失。例如：

float b = 0.2f;  
float c = a + b; // a为上面例子中定义的0.1f  
// c可能不是0.3，而是类似0.300000012的近似值

3、浮点数相加产生精度损失：

在进行循环或条件判断时，如果涉及到浮点数的比较，可能会因为精度问题而导致逻辑错误。例如，在判断两个浮点数是否相等时，由于精度损失，直接使用==运算符往往不是最佳选择。

5、拓展：float类型与“零值”比较

  float​类型对应的“零值”并不是0.0​，这是由于浮点类型会丢失精度。此外，float​类型不能用==​或者!=​进行比较，只能使用<=​和>=​构建一个排除其“零值”的区间进行比较。

如仅分析理论，在c语言的float.h​或c++的cfloat​文件中，提供了一个FLT_EPSILON​常量。该常量为1.192092896e-07F​，表示1与大于的第一个（或最小）单精度浮点数之差，即理论最小正单精度浮点数。根据该常量，我们可以写出以下语句：

#include<float.h> 
// c++ 为 #include<cfloat> 
...
float a = 某浮点数;
...
// 为"零值"
if((a >= -FLT_EPSILON) && (a <= FLT_EPSILON)){
  ...
}
// ---- and ----
// 不为“零值”
if((a <= -FLT_EPSILON) || (a >= FLT_EPSILON)){
  ...
}

此外，double类型也有同样的极限常量，为DBL_EPSILON​，同样可从float.h​或cfloat​文件引入，在此不做赘述。

实际过程中，需要具体情况具体分析，还要考虑读数的测量误差等问题，而非简单用数学极限去排除“零值”。比如一个表示测量水桶水位的浮点读数，假设当水桶水空的时候，再往里面加水，此时我们如果用FLT_EPSILON​去比较就不太合理了。

6、拓展：指针变量与其“零值”比较

指针变量的零值是“空”（记为NULL​），在C语言和C++中，NULL​的定义并不相同。

//在C语言中，习惯将NULL定义为void*指针值0：
#define NULL (void*)0 

//在C++中，NULL却被明确定义为整常数0：
// wchar.h中定义NULL的源码  
#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#ifndef _WIN64
#define NULL 0
#else
#define NULL 0LL
#endif  /* W64 */
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#endif

在C++11以下的版本中，指针变量与其“零值”的比较，实质上就是指针变量与NULL​的比较，而在C++11以上的版本中，由于nullptr的引入，统一了C语言和C++的差异，如下：

//----------------C++ 11 以下--------------------
char* c;
if(c == NULL){
  ...
}
// ---- and ----
if(c != NULL){
  ...
}

//----------------C++ 11 以上--------------------
char* c;
if(c == nullptr){
  ...
}
// ---- and ----
if(c != nullptr){
  ...
}

总结 

到此这篇关于C语言中bool和float的用法的文章就介绍到这了,更多相关C语言 bool和float解析内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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