【问题 | 解答】——numpy这两计算结果为啥不一样/整数乘法与浮点乘法

计算机原理

为啥float32 和 int32 的乘法出来的结果会不一样呢。。

code:

>>> a = np.array(256849, dtype=np.float32)
>>> b = np.array(127, dtype=np.float32)
>>> a*b
32619824.0
>>> a1 = np.array(256849, dtype=np.int32)
>>> b1 = np.array(127, dtype=np.int32)
>>> a1*b1
32619823

解释:
这里主要的知识点就是:计算机原理中的 整数乘法和浮点数乘法, 可以参考https://blog.csdn.net/qq_42192693/article/details/89051707看一下二进制的乘法是如何计算的。

【问题 | 解答】——numpy这两计算结果为啥不一样/整数乘法与浮点乘法
图片来自以上博客
  1. 二进制乘法计算
    256849 * 127 两数按二进制的乘法计算为:32619823, 这是正确的结果,其二进制为 1111100011011110100101111
    【问题 | 解答】——numpy这两计算结果为啥不一样/整数乘法与浮点乘法
  2. float32的计算
    int32的计算结果为32619823,那为啥float32的结果为32619824.0呢?

32619823的二进制为 1111100011011110100101111,共有25位二进制数,但是float32的 尾数位为23位,所以这里超过了23,那怎么处理呢?

参考浮点数表示和运算
“0舍1入”法。”0舍1入”法类似于十进制中的”四舍五入”法,即在尾数右移时,被移去的末位为0,则舍去;被移去的末位为1,则在尾数的末位加1.但是这样又很有可能导致尾数溢出,因此此时需要做一次右规,例如,011111 末尾加1,就变成0.0000,此时需要右规。

这里只是超过了2位,将其右移时,最后一位为1,所以对其+1处理,得到: 1111100011011110100110000, 这个时候虽然还是25位二进制数,但是用float32的表示方式可以表示为:1.11110001101111010011 * 2 ^ 24,尾数变成了: 11110001101111010011

; 2. doule作证

上面分析的是float32的尾数位不够才造成上面的问题的。那么我用float64理论上结果应该是 32619823才是

code

>>> a1 = np.array(256849, dtype=np.float64)
>>> b1 = np.array(127, dtype=np.float64)
>>> a1*b1
32619823.0

完全符合预期

参考

Original: https://blog.csdn.net/u011622208/article/details/124223403
Author: 农夫山泉2号
Title: 【问题 | 解答】——numpy这两计算结果为啥不一样/整数乘法与浮点乘法

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