Warum führt Ganzzahlberechnung mit „pow()' zu falschen Ergebnissen in C?

Ganzzahlberechnung mit pow() führt zu falschen Ergebnissen

Bedenken Sie den folgenden Codeausschnitt:

int i = 23;
int j = 1;
int base = 10;
int k = 2;
i += j * pow(base, k);
cout << i << endl;

Erwartungsgemäß , sollte dieser Code „123“ ausgeben, aber stattdessen gibt er überraschenderweise „122“ aus. Dieses unerwartete Ergebnis kann Sie verwirren, insbesondere wenn Sie mit g 4.7.2 in einer Windows XP-Umgebung kompilieren.

Der Kern dieser Diskrepanz ist die Tatsache, dass std::pow() dafür ausgelegt ist Gleitkommazahlen. Obwohl diese Gleitkommazahlen praktisch sind, haben sie doch einen Nachteil: eine begrenzte Genauigkeit. Im Fall von std::pow() verarbeitet die Implementierung die Potenzierung möglicherweise nicht mit perfekter Genauigkeit, was zu Rundungsfehlern führt.

Um dieses Problem zu beheben, könnte man die Leistungsfähigkeit von C 11 nutzen und eine eigene Ganzzahl definieren Potenzierungsfunktion:

constexpr int int_pow(int b, int e) {
    return (e == 0) ? 1 : b * int_pow(b, e - 1);
}

Diese benutzerdefinierte int_pow-Funktion ist speziell auf Ganzzahlen zugeschnitten und gewährleistet Genauigkeit Ergebnisse.

Alternativ ist auch ein von Dan Nissenbaum vorgeschlagener schwanzrekursiver Ansatz eine praktikable Lösung:

constexpr int int_pow(int b, int e, int res = 1) {
    return (e == 0) ? res : int_pow(b, e - 1, b * res);
}

Mit diesen verfügbaren Optionen können Sie jetzt sicher die Ganzzahlpotenzierung in Ihrem C anwenden Programme, wodurch falsche Ergebnisse in das Reich der vergessenen Fehler verbannt werden.

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