C言語でべき乗表現

こんにちは、NAKAといいます。

C言語基礎を確認させてください。

pow()っていう関数を使うと思うのですが

例えば2^15って0x8000だと思うのですが、実際やってみると0x7FFFになってしまいます。

Parents
  • NAKAさん、こんにちは。Sugachanceです。

    NAKAさんの場合、RL78なのかRXなのかRH850なのかはたまた他のやつなのか…
    分かりませんが、手元のRL78の環境の場合仰るように0x7FFFになりました(intに渡した時)。

    pow()関数自体、引数も戻値もdouble型ですが、
    RL78の環境だとdoubleはfloatと同じ4バイト(だった気がするので)
    そのあたりの精度・切り捨てとキャストの兼ね合いな気がします。

    double ans;
    int ansi;
    ans = pow(2,15);
    ansi= pow(2,15);

    の結果をウォッチで見てみたら
    ans 3.276798E+004 float(4)
    ansi 32767 (0x7fff) int(2)

    ってなってました。

    先日、Cに関して素人レベルだと怒られてしまったので
    プロレベルの詳しい方の解説が欲しいところです!

Reply
  • NAKAさん、こんにちは。Sugachanceです。

    NAKAさんの場合、RL78なのかRXなのかRH850なのかはたまた他のやつなのか…
    分かりませんが、手元のRL78の環境の場合仰るように0x7FFFになりました(intに渡した時)。

    pow()関数自体、引数も戻値もdouble型ですが、
    RL78の環境だとdoubleはfloatと同じ4バイト(だった気がするので)
    そのあたりの精度・切り捨てとキャストの兼ね合いな気がします。

    double ans;
    int ansi;
    ans = pow(2,15);
    ansi= pow(2,15);

    の結果をウォッチで見てみたら
    ans 3.276798E+004 float(4)
    ansi 32767 (0x7fff) int(2)

    ってなってました。

    先日、Cに関して素人レベルだと怒られてしまったので
    プロレベルの詳しい方の解説が欲しいところです!

Children
  • doubleのオプションを付けたら
    ans 3.276800000000004E+004 double(8)
    ansi -32768 (0x8000) int(2)
    になりました!

  • Sugachanceさん お久しぶりです。
    ナカです。いつもありがとうございます。
    僕も、基礎がないのですぐつまずいちゃいます。

    じつは先日までpow関数も知らずに A=2^15;とか書いちゃって
    「おかしいなあ計算結果が全然ちがう!」とかやってました(*_*)
    ビルドでエラーが出ないと正しいと思いこんじゃいますね。

  • NAKAさん、こんにちは

    RL78とすれば、
    「CC-RL コンパイラ ユーザーズマニュアル」あたりから確認するものではないでしょうか。

    手元の Rev.1.11 (2021.11) 「4. コンパイラ言語仕様」を見ると、int は、2バイトで、先頭1bitが符号ビットなので、
    正数の最大値は、0x7FFF(32767) となり、多分、丸めでしょう。
    double → intの丸めが見つからならなかったのですが、正数の最大値かな、と。

    この辺は、C言語というより、実装依存かな、と思う次第です。

  • マニュアルを見ると、pow関数は、double を引数にとって、doubleを返します。

    戻り値をintに代入しているので、double → intの変換が入ります。

    なお、intは、C言語の規則としては、 short ≦ int ≦ long となっていて、16bit CPU以下では、16bitが多く、 32bit以上では、32bitが多いようですが、処理系依存。

    あと、RL78だと、レジスタが16bitまでしかないので、double(64bit) 以前に float(32bit)も使いたくない、、というなのが、個人的な気持ち。

  • Sugachanceさん NAKAです。


    >doubleのオプションを付けたら
    ⇒ってどこのオプションでしたっけ?
    プロパティのコンパイラ・オプションくらいかなと早合点してました。

    やっぱり、なんか変です。

    pow(2,2)=0x3になっちゃうし

    mathfをインクルードたら更におかしなことになりました。

    RL78でもRH850でも同じ感じでした。


    0.5乗は上手くいく!

    やっぱり、変

  • NAKAさん、こんにちは。NoMaYです。

    > 数学的本質みたいなのは理解できてませんが、

    この文面を見た時、これは分かっていないサインかな、と感じたのですけれども、そういうことだったな、と思いました。数値計算の分野では、浮動小数点数での数値計算ライブラリの計算結果が、机上の計算結果とは一致しないことがある、というのは常識といってもよいようなことなのです。

    (例) 実際に計算していないので、たまたま、うまくいくこともあるかもしれません。

    (1) 0.001を1000個足したからといって、1.000(それ以下の桁は省略) になるとは限らない
    (2) √2 × √2 = 2 ではあるけども、SQRT(2.000) × SQRT(2.000) = 2.000(それ以下の桁は省略) になるとは限らない
    (3) 2の2乗 = 4 ではあるけれども、POW(2.000, 2.000) = 4.000(それ以下の桁は省略) になるとは限らない

  • NAKAさん こんにちは。Sugachanceです。

    私がいじったのはコンパイルオプションのdouble型/long~のところです。
    正しくはつけたらというか、いいえにしたらですが…

  • NoMaYさん いつもありがとうございます。 NAKAです。


    数値計算関数は浮動小数点で作られているので、浮動小数点自体が仮数部で表現できるのに限界があるため、誤差が発生し、必ずしも机上計算どうりにはいかないという理解でしょうか?

    元々、北米の有名大学の先生(ソフトの専門ではない)が書いたコードで先頭のbitの符号を確認するのに2^15(0x8000)をandしているような書き方だったで、論理演算のためFloatで誤差を少くしても意味ないし、int型をビットシフトしたり、色々悩ましいです。(;_;)

  • NAKAさん、こんにちは。NoMaYです。

    > 北米の有名大学の先生(ソフトの専門ではない)が書いたコード

    ちなみに、その先生がコードを書くのに使用されていたプログラミング言語は何ですか?

    また、可能であれば、原著へのURLもあれば、と思います。

  • NoMaYさん NAKAです。
    すみません!NDA締結した共同研究先なのであまり情報は出せません。C言語的な感じですが指示書みたいなものです。

    Sugachanceさん

    ⇒ありがとうございました。♡ RH850のプロパティ見てました(*_*)