Структуру System.Double
В этой статье приводятся дополнительные замечания к справочной документации по этому API.
Double Тип значения представляет 64-разрядное число двойной точности со значениями от отрицательного 1,79769313486232e308 до положительного 1,79769313486232e308, а также положительного или отрицательного нуля, PositiveInfinityNegativeInfinityа не числа (NaN). Оно предназначено для представления значений, которые чрезвычайно большие (например, расстояния между планетами или галактиками) или крайне малы (например, молекулярной массы вещества в килограммах) и которые часто являются неуловкими (например, расстояние от земли к другой солнечной системе). Тип Double соответствует стандарту IEC 60559:1989 (IEEE 754) для арифметики с плавающей запятой.
Представление и точность с плавающей запятой
Тип Double данных хранит значения с плавающей запятой двойной точности в 64-разрядном двоичном формате, как показано в следующей таблице:
| Часть | Bits |
|---|---|
| Significand или мантисса | 0-51 |
| Показатель степени | 52-62 |
| Знак (0 = положительный, 1 = отрицательный) | 63 |
Так же, как десятичные дроби не могут точно представлять некоторые дробные значения (например, 1/3 или Math.PI), двоичные дроби не могут представлять некоторые дробные значения. Например, 1/10, которая представлена именно 1 как десятичная дробь, 001100110011 представлена в виде двоичной дроби, с шаблоном "0011", повторяющимся до бесконечности. В этом случае значение с плавающей запятой предоставляет непреднамеренное представление числа, представляющего его. Выполнение дополнительных математических операций с исходным значением с плавающей запятой часто приводит к увеличению его нехватки точности. Например, если сравнить результат умножения .1 на 10 и добавления .1 к .1 девять раз, мы видим, что это добавление, так как оно включало восемь других операций, привело к снижению точности. Обратите внимание, что это неравенство очевидно, только если мы отображаем два Double значения с помощью строки стандартного числового формата R, которая при необходимости отображает все 17 цифр точности, поддерживаемой типомDouble.
using System;
public class Example13
{
public static void Main()
{
Double value = .1;
Double result1 = value * 10;
Double result2 = 0;
for (int ctr = 1; ctr <= 10; ctr++)
result2 += value;
Console.WriteLine(".1 * 10: {0:R}", result1);
Console.WriteLine(".1 Added 10 times: {0:R}", result2);
}
}
// The example displays the following output:
// .1 * 10: 1
// .1 Added 10 times: 0.99999999999999989
let value = 0.1
let result1 = value * 10.
let mutable result2 = 0.
for i = 1 to 10 do
result2 <- result2 + value
printfn $".1 * 10: {result1:R}"
printfn $".1 Added 10 times: {result2:R}"
// The example displays the following output:
// .1 * 10: 1
// .1 Added 10 times: 0.99999999999999989
Module Example14
Public Sub Main()
Dim value As Double = 0.1
Dim result1 As Double = value * 10
Dim result2 As Double
For ctr As Integer = 1 To 10
result2 += value
Next
Console.WriteLine(".1 * 10: {0:R}", result1)
Console.WriteLine(".1 Added 10 times: {0:R}", result2)
End Sub
End Module
' The example displays the following output:
' .1 * 10: 1
' .1 Added 10 times: 0.99999999999999989
Так как некоторые числа не могут быть представлены точно как дробные двоичные значения, числа с плавающей запятой могут приблизиться только к реальным числам.
Все числа с плавающей запятой также имеют ограниченное количество значимых цифр, которое также определяет, насколько точно значение с плавающей запятой приблизит реальное число. Double Значение имеет до 15 десятичных цифр точности, хотя не более 17 цифр сохраняется внутри системы. Это означает, что некоторые операции с плавающей запятой могут привести к нехватке точности для изменения значения с плавающей запятой. Это показывается в следующем примере. Он определяет очень большое значение с плавающей запятой, а затем добавляет к нему продукт Double.Epsilon и один квадриллион. Однако продукт слишком мал, чтобы изменить исходное значение с плавающей запятой. Его наименьшая значимая цифра составляет тысячы, в то время как наиболее значимая цифра в продукте составляет 10-309.
using System;
public class Example14
{
public static void Main()
{
Double value = 123456789012.34567;
Double additional = Double.Epsilon * 1e15;
Console.WriteLine("{0} + {1} = {2}", value, additional,
value + additional);
}
}
// The example displays the following output:
// 123456789012.346 + 4.94065645841247E-309 = 123456789012.346
open System
let value = 123456789012.34567
let additional = Double.Epsilon * 1e15
printfn $"{value} + {additional} = {value + additional}"
// The example displays the following output:
// 123456789012.346 + 4.94065645841247E-309 = 123456789012.346
Module Example15
Public Sub Main()
Dim value As Double = 123456789012.34567
Dim additional As Double = Double.Epsilon * 1.0E+15
Console.WriteLine("{0} + {1} = {2}", value, additional,
value + additional)
End Sub
End Module
' The example displays the following output:
' 123456789012.346 + 4.94065645841247E-309 = 123456789012.346
Ограниченная точность числа с плавающей запятой имеет несколько последствий:
Два числа с плавающей запятой, которые могут казаться равными при определенной точности, на самом деле отличаются, поскольку их менее значащие цифры различаются. В следующем примере ряд чисел добавляется вместе, и их общее значение сравнивается с ожидаемым итогом. Хотя два значения, как представляется, одинаковы, вызов
Equalsметода указывает, что они не являются.using System; public class Example10 { public static void Main() { Double[] values = { 10.0, 2.88, 2.88, 2.88, 9.0 }; Double result = 27.64; Double total = 0; foreach (var value in values) total += value; if (total.Equals(result)) Console.WriteLine("The sum of the values equals the total."); else Console.WriteLine("The sum of the values ({0}) does not equal the total ({1}).", total, result); } } // The example displays the following output: // The sum of the values (36.64) does not equal the total (36.64). // // If the index items in the Console.WriteLine statement are changed to {0:R}, // the example displays the following output: // The sum of the values (27.639999999999997) does not equal the total (27.64).let values = [ 10.0; 2.88; 2.88; 2.88; 9.0 ] let result = 27.64 let total = List.sum values if total.Equals result then printfn "The sum of the values equals the total." else printfn $"The sum of the values ({total}) does not equal the total ({result})." // The example displays the following output: // The sum of the values (36.64) does not equal the total (36.64). // // If the index items in the Console.WriteLine statement are changed to {0:R}, // the example displays the following output: // The sum of the values (27.639999999999997) does not equal the total (27.64).Module Example11 Public Sub Main() Dim values() As Double = {10.0, 2.88, 2.88, 2.88, 9.0} Dim result As Double = 27.64 Dim total As Double For Each value In values total += value Next If total.Equals(result) Then Console.WriteLine("The sum of the values equals the total.") Else Console.WriteLine("The sum of the values ({0}) does not equal the total ({1}).", total, result) End If End Sub End Module ' The example displays the following output: ' The sum of the values (36.64) does not equal the total (36.64). ' ' If the index items in the Console.WriteLine statement are changed to {0:R}, ' the example displays the following output: ' The sum of the values (27.639999999999997) does not equal the total (27.64).Если изменить элементы форматирования в Console.WriteLine(String, Object, Object) инструкции с
{0}и{1:R}{1}{0:R}на и на отображение всех значимых цифр двух Double значений, ясно, что эти два значения неравны из-за потери точности во время операций сложения. В этом случае проблему можно устранить, вызвав Math.Round(Double, Int32) метод для округления Double значений до требуемой точности перед выполнением сравнения.Математические операции или операции сравнения, использующие число с плавающей запятой, могут не дать тот же результат, если используется десятичное число, так как двоичное число с плавающей запятой может не совпадать с десятичным числом. Предыдущий пример иллюстрировал это, отображая результат умножения .1 на 10 и добавив .1 раз.
Если точность числовых операций с дробными значениями важна, можно использовать Decimal вместо Double типа. Если точность в числовых операциях Int64 со целыми значениями за пределами диапазона или UInt64 типов важна, используйте BigInteger тип.
Если используется число с плавающей запятой, значение может не выполняться. Значение, как утверждается, выполняется круговая поездка, если операция преобразует исходное число с плавающей запятой в другую форму, обратная операция преобразует преобразованную форму обратно в число с плавающей запятой, а последнее число с плавающей запятой не равно исходному числу с плавающей запятой. Круговая поездка может завершиться ошибкой, так как одна или несколько наименее значимых цифр теряются или изменяются в преобразовании. В следующем примере три Double значения преобразуются в строки и сохраняются в файле. Как показано в выходных данных, хотя значения, как представляется, идентичны, восстановленные значения не равны исходным значениям.
using System; using System.IO; public class Example11 { public static void Main() { StreamWriter sw = new StreamWriter(@".\Doubles.dat"); Double[] values = { 2.2 / 1.01, 1.0 / 3, Math.PI }; for (int ctr = 0; ctr < values.Length; ctr++) { sw.Write(values[ctr].ToString()); if (ctr != values.Length - 1) sw.Write("|"); } sw.Close(); Double[] restoredValues = new Double[values.Length]; StreamReader sr = new StreamReader(@".\Doubles.dat"); string temp = sr.ReadToEnd(); string[] tempStrings = temp.Split('|'); for (int ctr = 0; ctr < tempStrings.Length; ctr++) restoredValues[ctr] = Double.Parse(tempStrings[ctr]); for (int ctr = 0; ctr < values.Length; ctr++) Console.WriteLine("{0} {2} {1}", values[ctr], restoredValues[ctr], values[ctr].Equals(restoredValues[ctr]) ? "=" : "<>"); } } // The example displays the following output: // 2.17821782178218 <> 2.17821782178218 // 0.333333333333333 <> 0.333333333333333 // 3.14159265358979 <> 3.14159265358979open System open System.IO let values = [ 2.2 / 1.01; 1. / 3.; Math.PI ] using (new StreamWriter(@".\Doubles.dat")) (fun sw -> for i = 0 to values.Length - 1 do sw.Write(string values[i]) if i <> values.Length - 1 then sw.Write "|") using (new StreamReader(@".\Doubles.dat")) (fun sr -> let temp = sr.ReadToEnd() let tempStrings = temp.Split '|' let restoredValues = [ for i = 0 to tempStrings.Length - 1 do Double.Parse tempStrings[i] ] for i = 0 to values.Length - 1 do printfn $"""{values[i]} {if values[ i ].Equals restoredValues[i] then "=" else "<>"} {restoredValues[i]}""") // The example displays the following output: // 2.17821782178218 <> 2.17821782178218 // 0.333333333333333 <> 0.333333333333333 // 3.14159265358979 <> 3.14159265358979Imports System.IO Module Example12 Public Sub Main() Dim sw As New StreamWriter(".\Doubles.dat") Dim values() As Double = {2.2 / 1.01, 1.0 / 3, Math.PI} For ctr As Integer = 0 To values.Length - 1 sw.Write(values(ctr).ToString()) If ctr <> values.Length - 1 Then sw.Write("|") Next sw.Close() Dim restoredValues(values.Length - 1) As Double Dim sr As New StreamReader(".\Doubles.dat") Dim temp As String = sr.ReadToEnd() Dim tempStrings() As String = temp.Split("|"c) For ctr As Integer = 0 To tempStrings.Length - 1 restoredValues(ctr) = Double.Parse(tempStrings(ctr)) Next For ctr As Integer = 0 To values.Length - 1 Console.WriteLine("{0} {2} {1}", values(ctr), restoredValues(ctr), If(values(ctr).Equals(restoredValues(ctr)), "=", "<>")) Next End Sub End Module ' The example displays the following output: ' 2.17821782178218 <> 2.17821782178218 ' 0.333333333333333 <> 0.333333333333333 ' 3.14159265358979 <> 3.14159265358979В этом случае значения можно успешно спотковать, используя строку стандартного числового формата G17, чтобы сохранить полную точность значенийDouble, как показано в следующем примере.
using System; using System.IO; public class Example12 { public static void Main() { StreamWriter sw = new StreamWriter(@".\Doubles.dat"); Double[] values = { 2.2 / 1.01, 1.0 / 3, Math.PI }; for (int ctr = 0; ctr < values.Length; ctr++) sw.Write("{0:G17}{1}", values[ctr], ctr < values.Length - 1 ? "|" : ""); sw.Close(); Double[] restoredValues = new Double[values.Length]; StreamReader sr = new StreamReader(@".\Doubles.dat"); string temp = sr.ReadToEnd(); string[] tempStrings = temp.Split('|'); for (int ctr = 0; ctr < tempStrings.Length; ctr++) restoredValues[ctr] = Double.Parse(tempStrings[ctr]); for (int ctr = 0; ctr < values.Length; ctr++) Console.WriteLine("{0} {2} {1}", values[ctr], restoredValues[ctr], values[ctr].Equals(restoredValues[ctr]) ? "=" : "<>"); } } // The example displays the following output: // 2.17821782178218 = 2.17821782178218 // 0.333333333333333 = 0.333333333333333 // 3.14159265358979 = 3.14159265358979open System open System.IO let values = [ 2.2 / 1.01; 1. / 3.; Math.PI ] using (new StreamWriter(@".\Doubles.dat")) (fun sw -> for i = 0 to values.Length - 1 do sw.Write $"""{values[i]:G17}{if i < values.Length - 1 then "|" else ""}""") using (new StreamReader(@".\Doubles.dat")) (fun sr -> let temp = sr.ReadToEnd() let tempStrings = temp.Split '|' let restoredValues = [ for i = 0 to tempStrings.Length - 1 do Double.Parse tempStrings[i] ] for i = 0 to values.Length - 1 do printfn $"""{restoredValues[i]} {if values[i].Equals restoredValues[i] then "=" else "<>"} {values[i]}""") // The example displays the following output: // 2.17821782178218 = 2.17821782178218 // 0.333333333333333 = 0.333333333333333 // 3.14159265358979 = 3.14159265358979Imports System.IO Module Example13 Public Sub Main() Dim sw As New StreamWriter(".\Doubles.dat") Dim values() As Double = {2.2 / 1.01, 1.0 / 3, Math.PI} For ctr As Integer = 0 To values.Length - 1 sw.Write("{0:G17}{1}", values(ctr), If(ctr < values.Length - 1, "|", "")) Next sw.Close() Dim restoredValues(values.Length - 1) As Double Dim sr As New StreamReader(".\Doubles.dat") Dim temp As String = sr.ReadToEnd() Dim tempStrings() As String = temp.Split("|"c) For ctr As Integer = 0 To tempStrings.Length - 1 restoredValues(ctr) = Double.Parse(tempStrings(ctr)) Next For ctr As Integer = 0 To values.Length - 1 Console.WriteLine("{0} {2} {1}", values(ctr), restoredValues(ctr), If(values(ctr).Equals(restoredValues(ctr)), "=", "<>")) Next End Sub End Module ' The example displays the following output: ' 2.17821782178218 = 2.17821782178218 ' 0.333333333333333 = 0.333333333333333 ' 3.14159265358979 = 3.14159265358979Single значения имеют меньше точности, чем Double значения. Single Значение, преобразованное в казалось бы эквивалентноеDouble, часто не равно Double значению из-за различий в точности. В следующем примере результат идентичных операций деления назначается значению Double и значению Single . Single После приведения значения к значению Doubleсравнение двух значений показывает, что они неравны.
using System; public class Example9 { public static void Main() { Double value1 = 1 / 3.0; Single sValue2 = 1 / 3.0f; Double value2 = (Double)sValue2; Console.WriteLine("{0:R} = {1:R}: {2}", value1, value2, value1.Equals(value2)); } } // The example displays the following output: // 0.33333333333333331 = 0.3333333432674408: Falseopen System let value1 = 1. / 3. let sValue2 = 1f /3f let value2 = double sValue2 printfn $"{value1:R} = {value2:R}: {value1.Equals value2}" // The example displays the following output: // 0.33333333333333331 = 0.3333333432674408: FalseModule Example10 Public Sub Main() Dim value1 As Double = 1 / 3 Dim sValue2 As Single = 1 / 3 Dim value2 As Double = CDbl(sValue2) Console.WriteLine("{0} = {1}: {2}", value1, value2, value1.Equals(value2)) End Sub End Module ' The example displays the following output: ' 0.33333333333333331 = 0.3333333432674408: FalseЧтобы избежать этой проблемы, используйте DoubleSingle вместо типа данных или Round метод, чтобы оба значения имели одинаковую точность.
Кроме того, результат арифметических операций и операций назначения со Double значениями может немного отличаться по платформе из-за потери точности Double типа. Например, результат назначения литерального Double значения может отличаться в 32-разрядных и 64-разрядных версиях .NET. В следующем примере показано это различие, если литеральное значение -4.42330604244772E-305 и переменная, значение которой равно -4,42330604244772E-305, присваивается переменной Double . Обратите внимание, что результат Parse(String) метода в этом случае не страдает от потери точности.
double value = -4.42330604244772E-305;
double fromLiteral = -4.42330604244772E-305;
double fromVariable = value;
double fromParse = Double.Parse("-4.42330604244772E-305");
Console.WriteLine("Double value from literal: {0,29:R}", fromLiteral);
Console.WriteLine("Double value from variable: {0,28:R}", fromVariable);
Console.WriteLine("Double value from Parse method: {0,24:R}", fromParse);
// On 32-bit versions of the .NET Framework, the output is:
// Double value from literal: -4.42330604244772E-305
// Double value from variable: -4.42330604244772E-305
// Double value from Parse method: -4.42330604244772E-305
//
// On other versions of the .NET Framework, the output is:
// Double value from literal: -4.4233060424477198E-305
// Double value from variable: -4.4233060424477198E-305
// Double value from Parse method: -4.42330604244772E-305
let value = -4.42330604244772E-305
let fromLiteral = -4.42330604244772E-305
let fromVariable = value
let fromParse = Double.Parse "-4.42330604244772E-305"
printfn $"Double value from literal: {fromLiteral,29:R}"
printfn $"Double value from variable: {fromVariable,28:R}"
printfn $"Double value from Parse method: {fromParse,24:R}"
// On 32-bit versions of the .NET Framework, the output is:
// Double value from literal: -4.42330604244772E-305
// Double value from variable: -4.42330604244772E-305
// Double value from Parse method: -4.42330604244772E-305
//
// On other versions of the .NET Framework, the output is:
// Double value from literal: -4.4233060424477198E-305
// Double value from variable: -4.4233060424477198E-305
// Double value from Parse method: -4.42330604244772E-305
Dim value As Double = -4.4233060424477198E-305
Dim fromLiteral As Double = -4.4233060424477198E-305
Dim fromVariable As Double = value
Dim fromParse As Double = Double.Parse("-4.42330604244772E-305")
Console.WriteLine("Double value from literal: {0,29:R}", fromLiteral)
Console.WriteLine("Double value from variable: {0,28:R}", fromVariable)
Console.WriteLine("Double value from Parse method: {0,24:R}", fromParse)
' On 32-bit versions of the .NET Framework, the output is:
' Double value from literal: -4.42330604244772E-305
' Double value from variable: -4.42330604244772E-305
' Double value from Parse method: -4.42330604244772E-305
'
' On other versions of the .NET Framework, the output is:
' Double value from literal: -4.4233060424477198E-305
' Double value from variable: -4.4233060424477198E-305
' Double value from Parse method: -4.42330604244772E-305
Проверка на равенство
Чтобы считаться равным, два Double значения должны представлять идентичные значения. Однако из-за различий в точности между значениями или из-за потери точности по одному или обоим значениям значения с плавающей запятой, которые, как ожидается, будут идентичными, часто оказываются неравными из-за различий в их наименее значимых цифрах. В результате вызовы Equals метода, чтобы определить, равны ли два значения, или вызовы CompareTo метода для определения связи между двумя Double значениями, часто дают непредвиденные результаты. Это очевидно в следующем примере, где два по-видимому равных Double значения оказываются неравными, так как первая имеет 15 цифр точности, а вторая имеет 17.
using System;
public class Example
{
public static void Main()
{
double value1 = .333333333333333;
double value2 = 1.0/3;
Console.WriteLine("{0:R} = {1:R}: {2}", value1, value2, value1.Equals(value2));
}
}
// The example displays the following output:
// 0.333333333333333 = 0.33333333333333331: False
open System
let value1 = 0.333333333333333
let value2 = 1. / 3.
printfn $"{value1:R} = {value2:R}: {value1.Equals value2}"
// The example displays the following output:
// 0.333333333333333 = 0.33333333333333331: False
Module Example1
Public Sub Main()
Dim value1 As Double = 0.333333333333333
Dim value2 As Double = 1 / 3
Console.WriteLine("{0:R} = {1:R}: {2}", value1, value2, value1.Equals(value2))
End Sub
End Module
' The example displays the following output:
' 0.333333333333333 = 0.33333333333333331: False
Вычисляемые значения, которые следуют разным путям кода и которые управляются различными способами, часто оказываются неравными. В следующем примере одно Double значение квадратируется, а затем квадратный корень вычисляется для восстановления исходного значения. Double Секунда умножается на 3,51 и квадрат перед квадратным корнем результата делится на 3,51, чтобы восстановить исходное значение. Хотя два значения, как представляется, идентичны, вызов Equals(Double) метода указывает, что они не равны. При использовании стандартной строки формата R для возврата результирующих строк, отображающих все значимые цифры каждого двойного значения, показано, что второе значение равно .0000000000001 меньше первого.
using System;
public class Example1
{
public static void Main()
{
double value1 = 100.10142;
value1 = Math.Sqrt(Math.Pow(value1, 2));
double value2 = Math.Pow(value1 * 3.51, 2);
value2 = Math.Sqrt(value2) / 3.51;
Console.WriteLine("{0} = {1}: {2}\n",
value1, value2, value1.Equals(value2));
Console.WriteLine("{0:R} = {1:R}", value1, value2);
}
}
// The example displays the following output:
// 100.10142 = 100.10142: False
//
// 100.10142 = 100.10141999999999
open System
let value1 =
Math.Pow(100.10142, 2)
|> sqrt
let value2 =
let v = pown (value1 * 3.51) 2
(Math.Sqrt v) / 3.51
printfn $"{value1} = {value2}: {value1.Equals value2}\n"
printfn $"{value1:R} = {value2:R}"
// The example displays the following output:
// 100.10142 = 100.10142: False
//
// 100.10142 = 100.10141999999999
Module Example2
Public Sub Main()
Dim value1 As Double = 100.10142
value1 = Math.Sqrt(Math.Pow(value1, 2))
Dim value2 As Double = Math.Pow(value1 * 3.51, 2)
value2 = Math.Sqrt(value2) / 3.51
Console.WriteLine("{0} = {1}: {2}",
value1, value2, value1.Equals(value2))
Console.WriteLine()
Console.WriteLine("{0:R} = {1:R}", value1, value2)
End Sub
End Module
' The example displays the following output:
' 100.10142 = 100.10142: False
'
' 100.10142 = 100.10141999999999
В случаях, когда потеря точности, скорее всего, влияет на результат сравнения, можно применить любой из следующих вариантов вызова Equals или CompareTo метода:
Math.Round Вызовите метод, чтобы убедиться, что оба значения имеют одинаковую точность. Следующий пример изменяет предыдущий пример для использования этого подхода таким образом, чтобы два дробных значения были эквивалентны.
using System; public class Example2 { public static void Main() { double value1 = .333333333333333; double value2 = 1.0 / 3; int precision = 7; value1 = Math.Round(value1, precision); value2 = Math.Round(value2, precision); Console.WriteLine("{0:R} = {1:R}: {2}", value1, value2, value1.Equals(value2)); } } // The example displays the following output: // 0.3333333 = 0.3333333: Trueopen System let v1 = 0.333333333333333 let v2 = 1. / 3. let precision = 7 let value1 = Math.Round(v1, precision) let value2 = Math.Round(v2, precision) printfn $"{value1:R} = {value2:R}: {value1.Equals value2}" // The example displays the following output: // 0.3333333 = 0.3333333: TrueModule Example3 Public Sub Main() Dim value1 As Double = 0.333333333333333 Dim value2 As Double = 1 / 3 Dim precision As Integer = 7 value1 = Math.Round(value1, precision) value2 = Math.Round(value2, precision) Console.WriteLine("{0:R} = {1:R}: {2}", value1, value2, value1.Equals(value2)) End Sub End Module ' The example displays the following output: ' 0.3333333 = 0.3333333: TrueПроблема точности по-прежнему применяется к округлениям значений средней точки. Дополнительные сведения см. в описании метода Math.Round(Double, Int32, MidpointRounding).
Проверьте приблизительное равенство, а не равенство. Для этого необходимо определить либо абсолютную сумму, по которой эти два значения могут отличаться, но по-прежнему равны, либо определить относительную сумму, по которой меньшее значение может отойдет от большего значения.
Предупреждение
Double.Epsilon иногда используется в качестве абсолютной меры расстояния между двумя Double значениями при тестировании на равенство. Однако измеряет Double.Epsilon наименьшее возможное значение, которое можно добавить или вычесть из, Double значение которого равно нулю. Для большинства положительных и отрицательных Double значений значение Double.Epsilon слишком мало для обнаружения. Поэтому, за исключением значений, равных нулю, мы не рекомендуем использовать его в тестах на равенство.
В следующем примере используется последний подход для определения
IsApproximatelyEqualметода, который проверяет относительную разницу между двумя значениями. Он также контрастирует с результатом вызововIsApproximatelyEqualметода и Equals(Double) метода.using System; public class Example3 { public static void Main() { double one1 = .1 * 10; double one2 = 0; for (int ctr = 1; ctr <= 10; ctr++) one2 += .1; Console.WriteLine("{0:R} = {1:R}: {2}", one1, one2, one1.Equals(one2)); Console.WriteLine("{0:R} is approximately equal to {1:R}: {2}", one1, one2, IsApproximatelyEqual(one1, one2, .000000001)); } static bool IsApproximatelyEqual(double value1, double value2, double epsilon) { // If they are equal anyway, just return True. if (value1.Equals(value2)) return true; // Handle NaN, Infinity. if (Double.IsInfinity(value1) | Double.IsNaN(value1)) return value1.Equals(value2); else if (Double.IsInfinity(value2) | Double.IsNaN(value2)) return value1.Equals(value2); // Handle zero to avoid division by zero double divisor = Math.Max(value1, value2); if (divisor.Equals(0)) divisor = Math.Min(value1, value2); return Math.Abs((value1 - value2) / divisor) <= epsilon; } } // The example displays the following output: // 1 = 0.99999999999999989: False // 1 is approximately equal to 0.99999999999999989: Trueopen System let isApproximatelyEqual (value1: double) (value2: double) (epsilon: double) = // If they are equal anyway, just return True. if value1.Equals value2 then true else // Handle NaN, Infinity. if Double.IsInfinity value1 || Double.IsNaN value1 then value1.Equals value2 elif Double.IsInfinity value2 || Double.IsNaN value2 then value1.Equals value2 else // Handle zero to avoid division by zero let divisor = max value1 value2 let divisor = if divisor.Equals 0 then min value1 value2 else divisor abs ((value1 - value2) / divisor) <= epsilon let one1 = 0.1 * 10. let mutable one2 = 0. for _ = 1 to 10 do one2 <- one2 + 0.1 printfn $"{one1:R} = {one2:R}: {one1.Equals one2}" printfn $"{one1:R} is approximately equal to {one2:R}: {isApproximatelyEqual one1 one2 0.000000001}" // The example displays the following output: // 1 = 0.99999999999999989: False // 1 is approximately equal to 0.99999999999999989: TrueModule Example4 Public Sub Main() Dim one1 As Double = 0.1 * 10 Dim one2 As Double = 0 For ctr As Integer = 1 To 10 one2 += 0.1 Next Console.WriteLine("{0:R} = {1:R}: {2}", one1, one2, one1.Equals(one2)) Console.WriteLine("{0:R} is approximately equal to {1:R}: {2}", one1, one2, IsApproximatelyEqual(one1, one2, 0.000000001)) End Sub Function IsApproximatelyEqual(value1 As Double, value2 As Double, epsilon As Double) As Boolean ' If they are equal anyway, just return True. If value1.Equals(value2) Then Return True ' Handle NaN, Infinity. If Double.IsInfinity(value1) Or Double.IsNaN(value1) Then Return value1.Equals(value2) ElseIf Double.IsInfinity(value2) Or Double.IsNaN(value2) Then Return value1.Equals(value2) End If ' Handle zero to avoid division by zero Dim divisor As Double = Math.Max(value1, value2) If divisor.Equals(0) Then divisor = Math.Min(value1, value2) End If Return Math.Abs((value1 - value2) / divisor) <= epsilon End Function End Module ' The example displays the following output: ' 1 = 0.99999999999999989: False ' 1 is approximately equal to 0.99999999999999989: True
Значения и исключения с плавающей запятой
В отличие от операций с целочисленными типами, которые вызывают исключения в случаях переполнения или незаконных операций, таких как деление по нулю, операции со значениями с плавающей запятой не вызывают исключений. Вместо этого в исключительных ситуациях результат операции с плавающей запятой равен нулю, положительному бесконечности, отрицательному бесконечности или не числу (NaN):
Если результат операции с плавающей запятой слишком мал для целевого формата, результат равен нулю. Это может произойти при умножении двух очень маленьких чисел, как показано в следующем примере.
using System; public class Example6 { public static void Main() { Double value1 = 1.1632875981534209e-225; Double value2 = 9.1642346778e-175; Double result = value1 * value2; Console.WriteLine("{0} * {1} = {2}", value1, value2, result); Console.WriteLine("{0} = 0: {1}", result, result.Equals(0.0)); } } // The example displays the following output: // 1.16328759815342E-225 * 9.1642346778E-175 = 0 // 0 = 0: Truelet value1 = 1.1632875981534209e-225 let value2 = 9.1642346778e-175 let result = value1 * value2 printfn $"{value1} * {value2} = {result}" printfn $"{result} = 0: {result.Equals 0.0}" // The example displays the following output: // 1.16328759815342E-225 * 9.1642346778E-175 = 0 // 0 = 0: TrueModule Example7 Public Sub Main() Dim value1 As Double = 1.1632875981534209E-225 Dim value2 As Double = 9.1642346778E-175 Dim result As Double = value1 * value2 Console.WriteLine("{0} * {1} = {2}", value1, value2, result) Console.WriteLine("{0} = 0: {1}", result, result.Equals(0.0)) End Sub End Module ' The example displays the following output: ' 1.16328759815342E-225 * 9.1642346778E-175 = 0 ' 0 = 0: TrueЕсли величина результата операции с плавающей запятой превышает диапазон целевого формата, результат операции соответствует PositiveInfinityNegativeInfinityзнаку результата. Результат операции переполнения Double.MaxValuePositiveInfinityи результат операции переполнения Double.MinValue , NegativeInfinityкак показано в следующем примере.
using System; public class Example7 { public static void Main() { Double value1 = 4.565e153; Double value2 = 6.9375e172; Double result = value1 * value2; Console.WriteLine("PositiveInfinity: {0}", Double.IsPositiveInfinity(result)); Console.WriteLine("NegativeInfinity: {0}\n", Double.IsNegativeInfinity(result)); value1 = -value1; result = value1 * value2; Console.WriteLine("PositiveInfinity: {0}", Double.IsPositiveInfinity(result)); Console.WriteLine("NegativeInfinity: {0}", Double.IsNegativeInfinity(result)); } } // The example displays the following output: // PositiveInfinity: True // NegativeInfinity: False // // PositiveInfinity: False // NegativeInfinity: Trueopen System let value1 = 4.565e153 let value2 = 6.9375e172 let result = value1 * value2 printfn $"PositiveInfinity: {Double.IsPositiveInfinity result}" printfn $"NegativeInfinity: {Double.IsNegativeInfinity result}\n" let value3 = - value1 let result2 = value2 * value3 printfn $"PositiveInfinity: {Double.IsPositiveInfinity result2}" printfn $"NegativeInfinity: {Double.IsNegativeInfinity result2}" // The example displays the following output: // PositiveInfinity: True // NegativeInfinity: False // // PositiveInfinity: False // NegativeInfinity: TrueModule Example8 Public Sub Main() Dim value1 As Double = 4.565E+153 Dim value2 As Double = 6.9375E+172 Dim result As Double = value1 * value2 Console.WriteLine("PositiveInfinity: {0}", Double.IsPositiveInfinity(result)) Console.WriteLine("NegativeInfinity: {0}", Double.IsNegativeInfinity(result)) Console.WriteLine() value1 = -value1 result = value1 * value2 Console.WriteLine("PositiveInfinity: {0}", Double.IsPositiveInfinity(result)) Console.WriteLine("NegativeInfinity: {0}", Double.IsNegativeInfinity(result)) End Sub End Module ' The example displays the following output: ' PositiveInfinity: True ' NegativeInfinity: False ' ' PositiveInfinity: False ' NegativeInfinity: TruePositiveInfinity также результат деления на ноль с положительным дивидендом и NegativeInfinity результатом деления на ноль с отрицательными дивидендами.
Если операция с плавающей запятой недопустима, результатом операции является NaN. Например, NaN результаты следующих операций:
Деление на ноль с дивидендами от нуля. Обратите внимание, что другие случаи деления на ноль приводят либо PositiveInfinityNegativeInfinity.
Любая операция с плавающей запятой с недопустимым вводом. Например, вызов Math.Sqrt метода с отрицательным значением возвращается NaN, как и вызов Math.Acos метода со значением, превышающим одно или меньше отрицательного значения.
Любая операция с аргументом, значение которого равно Double.NaN.
Преобразование типов
Структура Double не определяет никаких явных или неявных операторов преобразования. Вместо этого преобразования реализуются компилятором.
Преобразование значения любого примитивного числового типа Double в преобразование является расширением преобразования, поэтому не требует явного оператора приведения или вызова метода преобразования, если компилятор явно не требует его. Например, для компилятора C# требуется оператор приведения для преобразования из DecimalDouble, а компилятор Visual Basic не выполняет. Следующий пример преобразует минимальное или максимальное значение других примитивных числовых типов в значение Double.
using System;
public class Example4
{
public static void Main()
{
dynamic[] values = { Byte.MinValue, Byte.MaxValue, Decimal.MinValue,
Decimal.MaxValue, Int16.MinValue, Int16.MaxValue,
Int32.MinValue, Int32.MaxValue, Int64.MinValue,
Int64.MaxValue, SByte.MinValue, SByte.MaxValue,
Single.MinValue, Single.MaxValue, UInt16.MinValue,
UInt16.MaxValue, UInt32.MinValue, UInt32.MaxValue,
UInt64.MinValue, UInt64.MaxValue };
double dblValue;
foreach (var value in values)
{
if (value.GetType() == typeof(Decimal))
dblValue = (Double)value;
else
dblValue = value;
Console.WriteLine("{0} ({1}) --> {2:R} ({3})",
value, value.GetType().Name,
dblValue, dblValue.GetType().Name);
}
}
}
// The example displays the following output:
// 0 (Byte) --> 0 (Double)
// 255 (Byte) --> 255 (Double)
// -79228162514264337593543950335 (Decimal) --> -7.9228162514264338E+28 (Double)
// 79228162514264337593543950335 (Decimal) --> 7.9228162514264338E+28 (Double)
// -32768 (Int16) --> -32768 (Double)
// 32767 (Int16) --> 32767 (Double)
// -2147483648 (Int32) --> -2147483648 (Double)
// 2147483647 (Int32) --> 2147483647 (Double)
// -9223372036854775808 (Int64) --> -9.2233720368547758E+18 (Double)
// 9223372036854775807 (Int64) --> 9.2233720368547758E+18 (Double)
// -128 (SByte) --> -128 (Double)
// 127 (SByte) --> 127 (Double)
// -3.402823E+38 (Single) --> -3.4028234663852886E+38 (Double)
// 3.402823E+38 (Single) --> 3.4028234663852886E+38 (Double)
// 0 (UInt16) --> 0 (Double)
// 65535 (UInt16) --> 65535 (Double)
// 0 (UInt32) --> 0 (Double)
// 4294967295 (UInt32) --> 4294967295 (Double)
// 0 (UInt64) --> 0 (Double)
// 18446744073709551615 (UInt64) --> 1.8446744073709552E+19 (Double)
open System
let values: obj[] =
[| Byte.MinValue; Byte.MaxValue; Decimal.MinValue
Decimal.MaxValue; Int16.MinValue; Int16.MaxValue
Int32.MinValue; Int32.MaxValue; Int64.MinValue
Int64.MaxValue; SByte.MinValue; SByte.MaxValue
Single.MinValue; Single.MaxValue; UInt16.MinValue
UInt16.MaxValue; UInt32.MinValue, UInt32.MaxValue
UInt64.MinValue; UInt64.MaxValue |]
for value in values do
let dblValue = value :?> double
printfn $"{value} ({value.GetType().Name}) --> {dblValue:R} ({dblValue.GetType().Name})"
// The example displays the following output:
// 0 (Byte) --> 0 (Double)
// 255 (Byte) --> 255 (Double)
// -79228162514264337593543950335 (Decimal) --> -7.9228162514264338E+28 (Double)
// 79228162514264337593543950335 (Decimal) --> 7.9228162514264338E+28 (Double)
// -32768 (Int16) --> -32768 (Double)
// 32767 (Int16) --> 32767 (Double)
// -2147483648 (Int32) --> -2147483648 (Double)
// 2147483647 (Int32) --> 2147483647 (Double)
// -9223372036854775808 (Int64) --> -9.2233720368547758E+18 (Double)
// 9223372036854775807 (Int64) --> 9.2233720368547758E+18 (Double)
// -128 (SByte) --> -128 (Double)
// 127 (SByte) --> 127 (Double)
// -3.402823E+38 (Single) --> -3.4028234663852886E+38 (Double)
// 3.402823E+38 (Single) --> 3.4028234663852886E+38 (Double)
// 0 (UInt16) --> 0 (Double)
// 65535 (UInt16) --> 65535 (Double)
// 0 (UInt32) --> 0 (Double)
// 4294967295 (UInt32) --> 4294967295 (Double)
// 0 (UInt64) --> 0 (Double)
// 18446744073709551615 (UInt64) --> 1.8446744073709552E+19 (Double)
Module Example5
Public Sub Main()
Dim values() As Object = {Byte.MinValue, Byte.MaxValue, Decimal.MinValue,
Decimal.MaxValue, Int16.MinValue, Int16.MaxValue,
Int32.MinValue, Int32.MaxValue, Int64.MinValue,
Int64.MaxValue, SByte.MinValue, SByte.MaxValue,
Single.MinValue, Single.MaxValue, UInt16.MinValue,
UInt16.MaxValue, UInt32.MinValue, UInt32.MaxValue,
UInt64.MinValue, UInt64.MaxValue}
Dim dblValue As Double
For Each value In values
dblValue = value
Console.WriteLine("{0} ({1}) --> {2:R} ({3})",
value, value.GetType().Name,
dblValue, dblValue.GetType().Name)
Next
End Sub
End Module
' The example displays the following output:
' 0 (Byte) --> 0 (Double)
' 255 (Byte) --> 255 (Double)
' -79228162514264337593543950335 (Decimal) --> -7.9228162514264338E+28 (Double)
' 79228162514264337593543950335 (Decimal) --> 7.9228162514264338E+28 (Double)
' -32768 (Int16) --> -32768 (Double)
' 32767 (Int16) --> 32767 (Double)
' -2147483648 (Int32) --> -2147483648 (Double)
' 2147483647 (Int32) --> 2147483647 (Double)
' -9223372036854775808 (Int64) --> -9.2233720368547758E+18 (Double)
' 9223372036854775807 (Int64) --> 9.2233720368547758E+18 (Double)
' -128 (SByte) --> -128 (Double)
' 127 (SByte) --> 127 (Double)
' -3.402823E+38 (Single) --> -3.4028234663852886E+38 (Double)
' 3.402823E+38 (Single) --> 3.4028234663852886E+38 (Double)
' 0 (UInt16) --> 0 (Double)
' 65535 (UInt16) --> 65535 (Double)
' 0 (UInt32) --> 0 (Double)
' 4294967295 (UInt32) --> 4294967295 (Double)
' 0 (UInt64) --> 0 (Double)
' 18446744073709551615 (UInt64) --> 1.8446744073709552E+19 (Double)
Кроме того, Single значения Single.NaN, Single.PositiveInfinityи Single.NegativeInfinity преобразуются в Double.NaN, Double.PositiveInfinityи Double.NegativeInfinityсоответственно.
Обратите внимание, что преобразование значения некоторых числовых типов в Double значение может привести к потере точности. Как показано в примере, при преобразовании DecimalInt64значений и UInt64 значений в Double значения возможна потеря точности.
Преобразование Double значения в значение любого другого примитивного числового типа данных является сужающим преобразованием и требует оператора приведения (в C#), метода преобразования (в Visual Basic) или вызова Convert метода. Значения, которые находятся за пределами диапазона целевого типа данных, определяемого целевым типом MinValue и MaxValue свойствами, ведут себя, как показано в следующей таблице.
| Целевой тип | Результат |
|---|---|
| Любой целочисленный тип | ИсключениеOverflowException, если преобразование происходит в проверка контексте. Если преобразование происходит в контексте un проверка ed (по умолчанию в C#), операция преобразования завершается успешно, но значение переполнения. |
| Decimal | Исключение OverflowException . |
| Single | Single.NegativeInfinity для отрицательных значений. Single.PositiveInfinity для положительных значений. |
Кроме того, Double.NaNDouble.PositiveInfinityи Double.NegativeInfinity вызывает OverflowException преобразование в целые числа в проверка контексте, но эти значения переполнены при преобразовании в целые числа в не проверка контексте. Для преобразований Decimalв , они всегда вызывают OverflowException. Для преобразований Singleв , они преобразуются в Single.NaN, Single.PositiveInfinityи Single.NegativeInfinityсоответственно.
Потеря точности может привести к преобразованию Double значения в другой числовой тип. В случае преобразования в любой из целочисленных типов, как показано в выходных данных из примера, дробный компонент теряется, когда Double значение округляется (как в Visual Basic) или усечено (как в C#). Для преобразований Decimal и Single значений Double значение может не иметь точного представления в целевом типе данных.
В следующем примере число значений Double преобразуется в несколько других числовых типов. Преобразования происходят в проверка контексте в Visual Basic (по умолчанию), в C# (из-за проверка ключевое слово) и в F# (из-за проверенного модуля). Выходные данные из примера показывают результат преобразования в проверка не проверка контексте. Вы можете выполнять преобразования в не проверка контексте в Visual Basic, скомпилируя с /removeintchecks+ помощью переключателя компилятора, в C# закомментируя checked инструкцию и в F#, закомментируя инструкциюopen Checked.
using System;
public class Example5
{
public static void Main()
{
Double[] values = { Double.MinValue, -67890.1234, -12345.6789,
12345.6789, 67890.1234, Double.MaxValue,
Double.NaN, Double.PositiveInfinity,
Double.NegativeInfinity };
checked
{
foreach (var value in values)
{
try
{
Int64 lValue = (long)value;
Console.WriteLine("{0} ({1}) --> {2} (0x{2:X16}) ({3})",
value, value.GetType().Name,
lValue, lValue.GetType().Name);
}
catch (OverflowException)
{
Console.WriteLine("Unable to convert {0} to Int64.", value);
}
try
{
UInt64 ulValue = (ulong)value;
Console.WriteLine("{0} ({1}) --> {2} (0x{2:X16}) ({3})",
value, value.GetType().Name,
ulValue, ulValue.GetType().Name);
}
catch (OverflowException)
{
Console.WriteLine("Unable to convert {0} to UInt64.", value);
}
try
{
Decimal dValue = (decimal)value;
Console.WriteLine("{0} ({1}) --> {2} ({3})",
value, value.GetType().Name,
dValue, dValue.GetType().Name);
}
catch (OverflowException)
{
Console.WriteLine("Unable to convert {0} to Decimal.", value);
}
try
{
Single sValue = (float)value;
Console.WriteLine("{0} ({1}) --> {2} ({3})",
value, value.GetType().Name,
sValue, sValue.GetType().Name);
}
catch (OverflowException)
{
Console.WriteLine("Unable to convert {0} to Single.", value);
}
Console.WriteLine();
}
}
}
}
// The example displays the following output for conversions performed
// in a checked context:
// Unable to convert -1.79769313486232E+308 to Int64.
// Unable to convert -1.79769313486232E+308 to UInt64.
// Unable to convert -1.79769313486232E+308 to Decimal.
// -1.79769313486232E+308 (Double) --> -Infinity (Single)
//
// -67890.1234 (Double) --> -67890 (0xFFFFFFFFFFFEF6CE) (Int64)
// Unable to convert -67890.1234 to UInt64.
// -67890.1234 (Double) --> -67890.1234 (Decimal)
// -67890.1234 (Double) --> -67890.13 (Single)
//
// -12345.6789 (Double) --> -12345 (0xFFFFFFFFFFFFCFC7) (Int64)
// Unable to convert -12345.6789 to UInt64.
// -12345.6789 (Double) --> -12345.6789 (Decimal)
// -12345.6789 (Double) --> -12345.68 (Single)
//
// 12345.6789 (Double) --> 12345 (0x0000000000003039) (Int64)
// 12345.6789 (Double) --> 12345 (0x0000000000003039) (UInt64)
// 12345.6789 (Double) --> 12345.6789 (Decimal)
// 12345.6789 (Double) --> 12345.68 (Single)
//
// 67890.1234 (Double) --> 67890 (0x0000000000010932) (Int64)
// 67890.1234 (Double) --> 67890 (0x0000000000010932) (UInt64)
// 67890.1234 (Double) --> 67890.1234 (Decimal)
// 67890.1234 (Double) --> 67890.13 (Single)
//
// Unable to convert 1.79769313486232E+308 to Int64.
// Unable to convert 1.79769313486232E+308 to UInt64.
// Unable to convert 1.79769313486232E+308 to Decimal.
// 1.79769313486232E+308 (Double) --> Infinity (Single)
//
// Unable to convert NaN to Int64.
// Unable to convert NaN to UInt64.
// Unable to convert NaN to Decimal.
// NaN (Double) --> NaN (Single)
//
// Unable to convert Infinity to Int64.
// Unable to convert Infinity to UInt64.
// Unable to convert Infinity to Decimal.
// Infinity (Double) --> Infinity (Single)
//
// Unable to convert -Infinity to Int64.
// Unable to convert -Infinity to UInt64.
// Unable to convert -Infinity to Decimal.
// -Infinity (Double) --> -Infinity (Single)
// The example displays the following output for conversions performed
// in an unchecked context:
// -1.79769313486232E+308 (Double) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
// -1.79769313486232E+308 (Double) --> 9223372036854775808 (0x8000000000000000) (UInt64)
// Unable to convert -1.79769313486232E+308 to Decimal.
// -1.79769313486232E+308 (Double) --> -Infinity (Single)
//
// -67890.1234 (Double) --> -67890 (0xFFFFFFFFFFFEF6CE) (Int64)
// -67890.1234 (Double) --> 18446744073709483726 (0xFFFFFFFFFFFEF6CE) (UInt64)
// -67890.1234 (Double) --> -67890.1234 (Decimal)
// -67890.1234 (Double) --> -67890.13 (Single)
//
// -12345.6789 (Double) --> -12345 (0xFFFFFFFFFFFFCFC7) (Int64)
// -12345.6789 (Double) --> 18446744073709539271 (0xFFFFFFFFFFFFCFC7) (UInt64)
// -12345.6789 (Double) --> -12345.6789 (Decimal)
// -12345.6789 (Double) --> -12345.68 (Single)
//
// 12345.6789 (Double) --> 12345 (0x0000000000003039) (Int64)
// 12345.6789 (Double) --> 12345 (0x0000000000003039) (UInt64)
// 12345.6789 (Double) --> 12345.6789 (Decimal)
// 12345.6789 (Double) --> 12345.68 (Single)
//
// 67890.1234 (Double) --> 67890 (0x0000000000010932) (Int64)
// 67890.1234 (Double) --> 67890 (0x0000000000010932) (UInt64)
// 67890.1234 (Double) --> 67890.1234 (Decimal)
// 67890.1234 (Double) --> 67890.13 (Single)
//
// 1.79769313486232E+308 (Double) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
// 1.79769313486232E+308 (Double) --> 0 (0x0000000000000000) (UInt64)
// Unable to convert 1.79769313486232E+308 to Decimal.
// 1.79769313486232E+308 (Double) --> Infinity (Single)
//
// NaN (Double) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
// NaN (Double) --> 0 (0x0000000000000000) (UInt64)
// Unable to convert NaN to Decimal.
// NaN (Double) --> NaN (Single)
//
// Infinity (Double) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
// Infinity (Double) --> 0 (0x0000000000000000) (UInt64)
// Unable to convert Infinity to Decimal.
// Infinity (Double) --> Infinity (Single)
//
// -Infinity (Double) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
// -Infinity (Double) --> 9223372036854775808 (0x8000000000000000) (UInt64)
// Unable to convert -Infinity to Decimal.
// -Infinity (Double) --> -Infinity (Single)
open System
open Checked
let values =
[| Double.MinValue; -67890.1234; -12345.6789
12345.6789; 67890.1234; Double.MaxValue
Double.NaN; Double.PositiveInfinity;
Double.NegativeInfinity |]
for value in values do
try
let lValue = int64 value
printfn $"{value} ({value.GetType().Name}) --> {lValue} (0x{lValue:X16}) ({lValue.GetType().Name})"
with :? OverflowException ->
printfn $"Unable to convert {value} to Int64."
try
let ulValue = uint64 value
printfn $"{value} ({value.GetType().Name}) --> {ulValue} (0x{ulValue:X16}) ({ulValue.GetType().Name})"
with :? OverflowException ->
printfn $"Unable to convert {value} to UInt64."
try
let dValue = decimal value
printfn $"{value} ({value.GetType().Name}) --> {dValue} ({dValue.GetType().Name})"
with :? OverflowException ->
printfn $"Unable to convert {value} to Decimal."
try
let sValue = float32 value
printfn $"{value} ({value.GetType().Name}) --> {sValue} ({sValue.GetType().Name})"
with :? OverflowException ->
printfn $"Unable to convert {value} to Single."
printfn ""
// The example displays the following output for conversions performed
// in a checked context:
// Unable to convert -1.79769313486232E+308 to Int64.
// Unable to convert -1.79769313486232E+308 to UInt64.
// Unable to convert -1.79769313486232E+308 to Decimal.
// -1.79769313486232E+308 (Double) --> -Infinity (Single)
//
// -67890.1234 (Double) --> -67890 (0xFFFFFFFFFFFEF6CE) (Int64)
// Unable to convert -67890.1234 to UInt64.
// -67890.1234 (Double) --> -67890.1234 (Decimal)
// -67890.1234 (Double) --> -67890.13 (Single)
//
// -12345.6789 (Double) --> -12345 (0xFFFFFFFFFFFFCFC7) (Int64)
// Unable to convert -12345.6789 to UInt64.
// -12345.6789 (Double) --> -12345.6789 (Decimal)
// -12345.6789 (Double) --> -12345.68 (Single)
//
// 12345.6789 (Double) --> 12345 (0x0000000000003039) (Int64)
// 12345.6789 (Double) --> 12345 (0x0000000000003039) (UInt64)
// 12345.6789 (Double) --> 12345.6789 (Decimal)
// 12345.6789 (Double) --> 12345.68 (Single)
//
// 67890.1234 (Double) --> 67890 (0x0000000000010932) (Int64)
// 67890.1234 (Double) --> 67890 (0x0000000000010932) (UInt64)
// 67890.1234 (Double) --> 67890.1234 (Decimal)
// 67890.1234 (Double) --> 67890.13 (Single)
//
// Unable to convert 1.79769313486232E+308 to Int64.
// Unable to convert 1.79769313486232E+308 to UInt64.
// Unable to convert 1.79769313486232E+308 to Decimal.
// 1.79769313486232E+308 (Double) --> Infinity (Single)
//
// Unable to convert NaN to Int64.
// Unable to convert NaN to UInt64.
// Unable to convert NaN to Decimal.
// NaN (Double) --> NaN (Single)
//
// Unable to convert Infinity to Int64.
// Unable to convert Infinity to UInt64.
// Unable to convert Infinity to Decimal.
// Infinity (Double) --> Infinity (Single)
//
// Unable to convert -Infinity to Int64.
// Unable to convert -Infinity to UInt64.
// Unable to convert -Infinity to Decimal.
// -Infinity (Double) --> -Infinity (Single)
// The example displays the following output for conversions performed
// in an unchecked context:
// -1.79769313486232E+308 (Double) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
// -1.79769313486232E+308 (Double) --> 9223372036854775808 (0x8000000000000000) (UInt64)
// Unable to convert -1.79769313486232E+308 to Decimal.
// -1.79769313486232E+308 (Double) --> -Infinity (Single)
//
// -67890.1234 (Double) --> -67890 (0xFFFFFFFFFFFEF6CE) (Int64)
// -67890.1234 (Double) --> 18446744073709483726 (0xFFFFFFFFFFFEF6CE) (UInt64)
// -67890.1234 (Double) --> -67890.1234 (Decimal)
// -67890.1234 (Double) --> -67890.13 (Single)
//
// -12345.6789 (Double) --> -12345 (0xFFFFFFFFFFFFCFC7) (Int64)
// -12345.6789 (Double) --> 18446744073709539271 (0xFFFFFFFFFFFFCFC7) (UInt64)
// -12345.6789 (Double) --> -12345.6789 (Decimal)
// -12345.6789 (Double) --> -12345.68 (Single)
//
// 12345.6789 (Double) --> 12345 (0x0000000000003039) (Int64)
// 12345.6789 (Double) --> 12345 (0x0000000000003039) (UInt64)
// 12345.6789 (Double) --> 12345.6789 (Decimal)
// 12345.6789 (Double) --> 12345.68 (Single)
//
// 67890.1234 (Double) --> 67890 (0x0000000000010932) (Int64)
// 67890.1234 (Double) --> 67890 (0x0000000000010932) (UInt64)
// 67890.1234 (Double) --> 67890.1234 (Decimal)
// 67890.1234 (Double) --> 67890.13 (Single)
//
// 1.79769313486232E+308 (Double) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
// 1.79769313486232E+308 (Double) --> 0 (0x0000000000000000) (UInt64)
// Unable to convert 1.79769313486232E+308 to Decimal.
// 1.79769313486232E+308 (Double) --> Infinity (Single)
//
// NaN (Double) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
// NaN (Double) --> 0 (0x0000000000000000) (UInt64)
// Unable to convert NaN to Decimal.
// NaN (Double) --> NaN (Single)
//
// Infinity (Double) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
// Infinity (Double) --> 0 (0x0000000000000000) (UInt64)
// Unable to convert Infinity to Decimal.
// Infinity (Double) --> Infinity (Single)
//
// -Infinity (Double) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
// -Infinity (Double) --> 9223372036854775808 (0x8000000000000000) (UInt64)
// Unable to convert -Infinity to Decimal.
// -Infinity (Double) --> -Infinity (Single)
Module Example6
Public Sub Main()
Dim values() As Double = {Double.MinValue, -67890.1234, -12345.6789,
12345.6789, 67890.1234, Double.MaxValue,
Double.NaN, Double.PositiveInfinity,
Double.NegativeInfinity}
For Each value In values
Try
Dim lValue As Int64 = CLng(value)
Console.WriteLine("{0} ({1}) --> {2} (0x{2:X16}) ({3})",
value, value.GetType().Name,
lValue, lValue.GetType().Name)
Catch e As OverflowException
Console.WriteLine("Unable to convert {0} to Int64.", value)
End Try
Try
Dim ulValue As UInt64 = CULng(value)
Console.WriteLine("{0} ({1}) --> {2} (0x{2:X16}) ({3})",
value, value.GetType().Name,
ulValue, ulValue.GetType().Name)
Catch e As OverflowException
Console.WriteLine("Unable to convert {0} to UInt64.", value)
End Try
Try
Dim dValue As Decimal = CDec(value)
Console.WriteLine("{0} ({1}) --> {2} ({3})",
value, value.GetType().Name,
dValue, dValue.GetType().Name)
Catch e As OverflowException
Console.WriteLine("Unable to convert {0} to Decimal.", value)
End Try
Try
Dim sValue As Single = CSng(value)
Console.WriteLine("{0} ({1}) --> {2} ({3})",
value, value.GetType().Name,
sValue, sValue.GetType().Name)
Catch e As OverflowException
Console.WriteLine("Unable to convert {0} to Single.", value)
End Try
Console.WriteLine()
Next
End Sub
End Module
' The example displays the following output for conversions performed
' in a checked context:
' Unable to convert -1.79769313486232E+308 to Int64.
' Unable to convert -1.79769313486232E+308 to UInt64.
' Unable to convert -1.79769313486232E+308 to Decimal.
' -1.79769313486232E+308 (Double) --> -Infinity (Single)
'
' -67890.1234 (Double) --> -67890 (0xFFFFFFFFFFFEF6CE) (Int64)
' Unable to convert -67890.1234 to UInt64.
' -67890.1234 (Double) --> -67890.1234 (Decimal)
' -67890.1234 (Double) --> -67890.13 (Single)
'
' -12345.6789 (Double) --> -12346 (0xFFFFFFFFFFFFCFC6) (Int64)
' Unable to convert -12345.6789 to UInt64.
' -12345.6789 (Double) --> -12345.6789 (Decimal)
' -12345.6789 (Double) --> -12345.68 (Single)
'
' 12345.6789 (Double) --> 12346 (0x000000000000303A) (Int64)
' 12345.6789 (Double) --> 12346 (0x000000000000303A) (UInt64)
' 12345.6789 (Double) --> 12345.6789 (Decimal)
' 12345.6789 (Double) --> 12345.68 (Single)
'
' 67890.1234 (Double) --> 67890 (0x0000000000010932) (Int64)
' 67890.1234 (Double) --> 67890 (0x0000000000010932) (UInt64)
' 67890.1234 (Double) --> 67890.1234 (Decimal)
' 67890.1234 (Double) --> 67890.13 (Single)
'
' Unable to convert 1.79769313486232E+308 to Int64.
' Unable to convert 1.79769313486232E+308 to UInt64.
' Unable to convert 1.79769313486232E+308 to Decimal.
' 1.79769313486232E+308 (Double) --> Infinity (Single)
'
' Unable to convert NaN to Int64.
' Unable to convert NaN to UInt64.
' Unable to convert NaN to Decimal.
' NaN (Double) --> NaN (Single)
'
' Unable to convert Infinity to Int64.
' Unable to convert Infinity to UInt64.
' Unable to convert Infinity to Decimal.
' Infinity (Double) --> Infinity (Single)
'
' Unable to convert -Infinity to Int64.
' Unable to convert -Infinity to UInt64.
' Unable to convert -Infinity to Decimal.
' -Infinity (Double) --> -Infinity (Single)
' The example displays the following output for conversions performed
' in an unchecked context:
' -1.79769313486232E+308 (Double) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
' -1.79769313486232E+308 (Double) --> 9223372036854775808 (0x8000000000000000) (UInt64)
' Unable to convert -1.79769313486232E+308 to Decimal.
' -1.79769313486232E+308 (Double) --> -Infinity (Single)
'
' -67890.1234 (Double) --> -67890 (0xFFFFFFFFFFFEF6CE) (Int64)
' -67890.1234 (Double) --> 18446744073709483726 (0xFFFFFFFFFFFEF6CE) (UInt64)
' -67890.1234 (Double) --> -67890.1234 (Decimal)
' -67890.1234 (Double) --> -67890.13 (Single)
'
' -12345.6789 (Double) --> -12346 (0xFFFFFFFFFFFFCFC6) (Int64)
' -12345.6789 (Double) --> 18446744073709539270 (0xFFFFFFFFFFFFCFC6) (UInt64)
' -12345.6789 (Double) --> -12345.6789 (Decimal)
' -12345.6789 (Double) --> -12345.68 (Single)
'
' 12345.6789 (Double) --> 12346 (0x000000000000303A) (Int64)
' 12345.6789 (Double) --> 12346 (0x000000000000303A) (UInt64)
' 12345.6789 (Double) --> 12345.6789 (Decimal)
' 12345.6789 (Double) --> 12345.68 (Single)
'
' 67890.1234 (Double) --> 67890 (0x0000000000010932) (Int64)
' 67890.1234 (Double) --> 67890 (0x0000000000010932) (UInt64)
' 67890.1234 (Double) --> 67890.1234 (Decimal)
' 67890.1234 (Double) --> 67890.13 (Single)
'
' 1.79769313486232E+308 (Double) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
' 1.79769313486232E+308 (Double) --> 0 (0x0000000000000000) (UInt64)
' Unable to convert 1.79769313486232E+308 to Decimal.
' 1.79769313486232E+308 (Double) --> Infinity (Single)
'
' NaN (Double) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
' NaN (Double) --> 0 (0x0000000000000000) (UInt64)
' Unable to convert NaN to Decimal.
' NaN (Double) --> NaN (Single)
'
' Infinity (Double) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
' Infinity (Double) --> 0 (0x0000000000000000) (UInt64)
' Unable to convert Infinity to Decimal.
' Infinity (Double) --> Infinity (Single)
'
' -Infinity (Double) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
' -Infinity (Double) --> 9223372036854775808 (0x8000000000000000) (UInt64)
' Unable to convert -Infinity to Decimal.
' -Infinity (Double) --> -Infinity (Single)
Дополнительные сведения о преобразовании числовых типов см. в разделе "Преобразование типов" в таблицах преобразования типов .NET и типов.
Функциональные возможности с плавающей запятой
Структура Double и связанные типы предоставляют методы для выполнения операций в следующих областях:
Сравнение значений. Можно вызвать Equals метод, чтобы определить, равны ли два Double значения, или CompareTo метод для определения связи между двумя значениями.
Структура Double также поддерживает полный набор операторов сравнения. Например, можно проверить равенство или неравенство или определить, больше ли одно значение или равно другому. Если один из операндов является числовым типом, отличным от типа, Doubleон преобразуется в класс Double перед выполнением сравнения.
Предупреждение
Из-за различий в точности два Double значения, которые вы ожидаете, будут равными, могут оказаться неравными, что влияет на результат сравнения. Дополнительные сведения о сравнении двух Double значений см. в разделе "Тест на равенство".
Можно также вызвать IsNaNметоды и IsInfinityIsPositiveInfinityIsNegativeInfinity методы для проверки этих специальных значений.
Математические операции. Распространенные арифметические операции, такие как добавление, вычитание, умножение и деление, реализуются компиляторами языка и инструкциями CIL, а не методами Double . Если один из операндов в математической операции является числовым типом, отличным от a Double, он преобразуется в операнды Double перед выполнением операции. Результат операции также является значением Double .
Другие математические операции можно выполнять путем вызова
staticметодов (Sharedв Visual Basic) в System.Math классе. Он включает в себя дополнительные методы, часто используемые для арифметики (напримерMath.Abs, , Math.Signи ), геометрии (напримерMath.Cos, иMath.SinMath.Sqrt) и вычислений (напримерMath.Log, ).Вы также можете управлять отдельными битами в значении Double . Метод BitConverter.DoubleToInt64Bits сохраняет Double битовый шаблон значения в 64-разрядном целочисленном значении. Метод BitConverter.GetBytes(Double) возвращает битовый шаблон в массиве байтов.
Округление. Округление часто используется в качестве метода для снижения влияния различий между значениями, вызванными проблемами представления и точности с плавающей запятой. Можно округить Double значение, вызвав Math.Round метод.
Форматирование. Значение можно преобразовать в строковое Double представление, вызвав ToString метод или используя функцию составного форматирования. Сведения о том, как строки форматирования управляют строковым представлением значений с плавающей запятой, см. в разделах о строках стандартного числового формата и настраиваемых строках форматирования.
Синтаксический анализ строк. Строковое представление значения Double с плавающей запятой можно преобразовать в значение, вызвав ParseTryParse либо метод. Если операция синтаксического анализа завершается ошибкой, Parse метод создает исключение, а TryParse метод возвращается
false.Преобразование типов. Структура Double предоставляет явную реализацию интерфейса для IConvertible интерфейса, которая поддерживает преобразование между двумя стандартными типами данных .NET. Компиляторы языка также поддерживают неявное преобразование значений всех других стандартных числовых типов в Double значения. Преобразование значения любого стандартного числового типа Double в преобразование является расширением и не требует пользователя оператора приведения или метода преобразования.
Однако преобразование Int64 и Single значения могут привести к потере точности. В следующей таблице перечислены различия в точности для каждого из этих типов:
Тип Максимальная точность Внутренняя точность Double 15 17 Int64 19 десятичных цифр 19 десятичных цифр Single 7 десятичных цифр 9 десятичных цифр Проблема точности чаще всего влияет на Single значения, которые преобразуются в Double значения. В следующем примере два значения, созданные идентичными операциями деления, неравны, так как одно из значений — это значение с плавающей запятой с одной точностью, преобразованное в значение Double.
using System; public class Example13 { public static void Main() { Double value = .1; Double result1 = value * 10; Double result2 = 0; for (int ctr = 1; ctr <= 10; ctr++) result2 += value; Console.WriteLine(".1 * 10: {0:R}", result1); Console.WriteLine(".1 Added 10 times: {0:R}", result2); } } // The example displays the following output: // .1 * 10: 1 // .1 Added 10 times: 0.99999999999999989let value = 0.1 let result1 = value * 10. let mutable result2 = 0. for i = 1 to 10 do result2 <- result2 + value printfn $".1 * 10: {result1:R}" printfn $".1 Added 10 times: {result2:R}" // The example displays the following output: // .1 * 10: 1 // .1 Added 10 times: 0.99999999999999989Module Example14 Public Sub Main() Dim value As Double = 0.1 Dim result1 As Double = value * 10 Dim result2 As Double For ctr As Integer = 1 To 10 result2 += value Next Console.WriteLine(".1 * 10: {0:R}", result1) Console.WriteLine(".1 Added 10 times: {0:R}", result2) End Sub End Module ' The example displays the following output: ' .1 * 10: 1 ' .1 Added 10 times: 0.99999999999999989
Примеры
В следующем примере кода показано использование Double:
// The Temperature class stores the temperature as a Double
// and delegates most of the functionality to the Double
// implementation.
public class Temperature : IComparable, IFormattable
{
// IComparable.CompareTo implementation.
public int CompareTo(object obj) {
if (obj == null) return 1;
Temperature temp = obj as Temperature;
if (obj != null)
return m_value.CompareTo(temp.m_value);
else
throw new ArgumentException("object is not a Temperature");
}
// IFormattable.ToString implementation.
public string ToString(string format, IFormatProvider provider) {
if( format != null ) {
if( format.Equals("F") ) {
return String.Format("{0}'F", this.Value.ToString());
}
if( format.Equals("C") ) {
return String.Format("{0}'C", this.Celsius.ToString());
}
}
return m_value.ToString(format, provider);
}
// Parses the temperature from a string in the form
// [ws][sign]digits['F|'C][ws]
public static Temperature Parse(string s, NumberStyles styles, IFormatProvider provider) {
Temperature temp = new Temperature();
if( s.TrimEnd(null).EndsWith("'F") ) {
temp.Value = Double.Parse( s.Remove(s.LastIndexOf('\''), 2), styles, provider);
}
else if( s.TrimEnd(null).EndsWith("'C") ) {
temp.Celsius = Double.Parse( s.Remove(s.LastIndexOf('\''), 2), styles, provider);
}
else {
temp.Value = Double.Parse(s, styles, provider);
}
return temp;
}
// The value holder
protected double m_value;
public double Value {
get {
return m_value;
}
set {
m_value = value;
}
}
public double Celsius {
get {
return (m_value-32.0)/1.8;
}
set {
m_value = 1.8*value+32.0;
}
}
}
// The Temperature class stores the temperature as a Double
// and delegates most of the functionality to the Double
// implementation.
type Temperature() =
member val Value = 0. with get, set
member this.Celsius
with get () = (this.Value - 32.) / 1.8
and set (value) =
this.Value <- 1.8 * value + 32.
// Parses the temperature from a string in the form
// [ws][sign]digits['F|'C][ws]
static member Parse(s: string, styles: NumberStyles, provider: IFormatProvider) =
let temp = Temperature()
if s.TrimEnd(null).EndsWith "'F" then
temp.Value <- Double.Parse(s.Remove(s.LastIndexOf '\'', 2), styles, provider)
elif s.TrimEnd(null).EndsWith "'C" then
temp.Celsius <- Double.Parse(s.Remove(s.LastIndexOf '\'', 2), styles, provider)
else
temp.Value <- Double.Parse(s, styles, provider)
temp
interface IComparable with
// IComparable.CompareTo implementation.
member this.CompareTo(obj: obj) =
match obj with
| null -> 1
| :? Temperature as temp ->
this.Value.CompareTo temp.Value
| _ ->
invalidArg "obj" "object is not a Temperature"
interface IFormattable with
// IFormattable.ToString implementation.
member this.ToString(format: string, provider: IFormatProvider) =
match format with
| "F" ->
$"{this.Value}'F"
| "C" ->
$"{this.Celsius}'C"
| _ ->
this.Value.ToString(format, provider)
' Temperature class stores the value as Double
' and delegates most of the functionality
' to the Double implementation.
Public Class Temperature
Implements IComparable, IFormattable
Public Overloads Function CompareTo(ByVal obj As Object) As Integer _
Implements IComparable.CompareTo
If TypeOf obj Is Temperature Then
Dim temp As Temperature = CType(obj, Temperature)
Return m_value.CompareTo(temp.m_value)
End If
Throw New ArgumentException("object is not a Temperature")
End Function
Public Overloads Function ToString(ByVal format As String, ByVal provider As IFormatProvider) As String _
Implements IFormattable.ToString
If Not (format Is Nothing) Then
If format.Equals("F") Then
Return [String].Format("{0}'F", Me.Value.ToString())
End If
If format.Equals("C") Then
Return [String].Format("{0}'C", Me.Celsius.ToString())
End If
End If
Return m_value.ToString(format, provider)
End Function
' Parses the temperature from a string in form
' [ws][sign]digits['F|'C][ws]
Public Shared Function Parse(ByVal s As String, ByVal styles As NumberStyles, ByVal provider As IFormatProvider) As Temperature
Dim temp As New Temperature()
If s.TrimEnd().EndsWith("'F") Then
temp.Value = Double.Parse(s.Remove(s.LastIndexOf("'"c), 2), styles, provider)
Else
If s.TrimEnd().EndsWith("'C") Then
temp.Celsius = Double.Parse(s.Remove(s.LastIndexOf("'"c), 2), styles, provider)
Else
temp.Value = Double.Parse(s, styles, provider)
End If
End If
Return temp
End Function
' The value holder
Protected m_value As Double
Public Property Value() As Double
Get
Return m_value
End Get
Set(ByVal Value As Double)
m_value = Value
End Set
End Property
Public Property Celsius() As Double
Get
Return (m_value - 32) / 1.8
End Get
Set(ByVal Value As Double)
m_value = Value * 1.8 + 32
End Set
End Property
End Class
Обратная связь
Ожидается в ближайшее время: в течение 2024 года мы постепенно откажемся от GitHub Issues как механизма обратной связи для контента и заменим его новой системой обратной связи. Дополнительные сведения см. в разделе https://aka.ms/ContentUserFeedback.
Отправить и просмотреть отзыв по