C语言学习（十）C语言中的小数

小数的表示方式

小数分为整数部分和小数部分，他们之间用点号.分隔，如0.0、7.5、4.098、0.27、-987.333等都是合法小数，这是最常见的小数形式，我们称为十进制形式。

此外，小时也可以采用指数形式，如3.2x10³、0.0345x10⁶、100.2323x10^-6等。

C语言同时支持以上两种小数形式。

C语言中小数的指数形式为：

aEn 或 aen
其中a为尾数部分，是一个十进制的数字。n为指数部分，是一个十进制整数。e或者E是一个固定字符，用于分隔尾数和指数部分，整个表达式相当于ax10ⁿ

C语言中小数的类型

通常有两种类型，分别是float和double。float称为单精度浮点型，double称为双进度浮点型。

在C语言中，小数的长度是固定的，这点和整数完全不同。float始终占用4个字节，double始终占用8个字节。

小数的输出

小数也可以用printf函数输出，包括十进制和指数形式，他们对应的格式控制符分别为：

• %f以十进制形式输出float类型
• %lf以十进制形式输出double类型
• %e以指数形式输出float类型，输出结果中e小写
• %E以指数形式输出float类型，输出结果中E大写
• %le以指数形式输出double类型，输出结果中e小写
• %lE以指数形式输出double类型，输出结果中E大写

例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    
    float a = 0.302;
    float b = 128.101;
    double c = 123;
    float d = 112.64E3;
    double e = 0.7623e-2;
    float f = 1.23002398;
    printf("a=%e \nb=%f \nc=%lf \nd=%lE \ne=%lf \nf=%f\n", a, b, c, d, e, f);
   
    return 0;
}

运行结果：

a=3.020000e-01

b=128.100998

c=123.000000

d=1.126400E+05

e=0.007623

f=1.230024

代码说明：

1. %f和%lf默认保留六位小数，不足六位以0补齐，超过6位按四舍五入截断。
2. 将整数赋值给float变量时会变成小数
3. 以指数形式输出小数时，输出结果位科学技术法（0<=尾数<10）
4. b的输出结果看起来不像我们想的那样，他并未输出一个准确的结果，而是输出了一个近似值。这和小数在内存中的存储有关，我们下篇再分析。

另外，小数还有一种更加智能的输出方式，就是使用%g。%g会对比小数的十进制形式和指数形式，以最短的方式来输出小数，让输出结果更加简练。所谓最短，就是输出结果占用最少的字符。

%g的使用：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    
    float a = 0.00001;
    float b = 30000000;
    float c = 12.84;
    float d = 1.229338455;
    printf("a=%g \nb=%g \nc=%g \nd=%g\n", a, b, c, d);
   
    return 0;
}

运行结果：

a=1e-05

b=3e+07

c=12.84

d=1.22934

代码分析：

• a 的十进制形式是 0.00001，占用七个字符的位置，a 的指数形式是 1e-05，占用五个字符的位置，指数形式较短，所以以指数的形式输出。
• b 的十进制形式是 30000000，占用八个字符的位置，b 的指数形式是 3e+07，占用五个字符的位置，指数形式较短，所以以指数的形式输出。
• c 的十进制形式是 12.84，占用五个字符的位置，c 的指数形式是 1.284e+01，占用九个字符的位置，十进制形式较短，所以以十进制的形式输出。
• d 的十进制形式是 1.22934，占用七个字符的位置，d 的指数形式是 1.22934e+00，占用十一个字符的位置，十进制形式较短，所以以十进制的形式输出。

需要注意的是：

• %g默认最多保留六位有效数字（包括整数和小数）；%f和%e默认保留六位小数，只是小数部分
• %g不会在最后强加0来凑够有效数字位数，而%f和%e会在最后强加0来凑够小数部分位数

数字的后缀

在C语言中，一个数字是有默认类型的。对于整数，默认是int类型，对于小数，默认是double类型。

例：

long a = 100;
int b = 294;

float x = 52.55;
double y = 18.6;

100个294这两个数字默认是int类型的，将100赋值给a，必须从int转换为long类型，而将294赋值给b就不用转换了。

52.55和18.6这两个数字默认都是double类型的，将52.55赋值给x，必须先从double类型转换为float类型，而将18.6赋值给y就不用转换了。

如果不想让数字使用默认的类型，就可以给数字加上后缀，手动指明类型：

• 在整数后面紧跟l或者L（不区分大小写）表明该数字是long类型
• 在小数后面紧跟f或者F（不区分大小写）表明该数字是float类型

例：

long a = 100l;
int b = 294;
short c = 32L;
   
float x = 52.55f;
double y = 18.6F;
float z = 0.02;

虽然数字的类型变了，但是不意味着该数字智能赋值给指定的数据类型，他仍然可以赋值给其他类型，只要进行一下转换就可以了。

小数和整数相互赋值

在C语言中，整数和小数之间是可以相互赋值的：

• 将一个整数赋值给小数类型，在小数点后面加0就可以，加几个都无所谓
• 将一个小数赋值给整数类型，就得把小数部分丢掉（直接舍弃，而不是四舍五入），智能取整数部分，这会改变数字本来的值。

例：

#include <stdio.h>
int main(){
    
    float f = 251;
    int w = 19.427;
    int x = 92.78;
    int y = 0.52;
    int z = -87.27;
   
    printf("f = %f, w = %d, x = %d, y = %d, z = %d\n", f, w, x, y, z);

    return 0;
}

运行结果：

f = 251.000000, w = 19, x = 92, y = 0, z = -87

如果需要更加深入的从底层了解小数，或者你想知道小数在内存中是如何存在的，请参考小数在内存中是如何存储的？定点数与浮点数各自的优势在哪？规格化浮点数与非规格化浮点数又表示什么？