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计算机世界里的数字神秘主义

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计算机的世界是一个数字的世界,就像数学的世界一样,都是充满了数字。但在计算机的世界里,数字也有它自己独特的一面,与我们平时所学的数学知识有所不同。特别是当数字发生运算时,会出现一些匪夷所思的问题。比如,我们都知道,0.1 + 0.2 应该等于 0.3,然而在计算机的世界里,这两个数相加可能并不等于 0.3,而是 0.30000000000000004。这是为什么呢?

这个问题可以从二进制计算说起。计算机是用二进制来存储和处理数字的,而二进制是一种以 0 和 1 为基本单位的计数方式。这与我们平时所学的十进制有很大的不同。在十进制中,我们可以用小数点来表示数字的小数部分,但是二进制中没有小数点,只能用 0 和 1 来表示数字的小数部分。这就会导致一些数字在二进制中不能被精确地表示。比如,0.1 在二进制中不能被精确地表示,只能用一个无限循环的二进制小数来近似表示。

当两个数字在计算机中进行运算时,计算机会先把这两个数字转换成二进制,然后进行运算,最后再把运算结果转换成十进制。在转换过程中,可能会出现舍入误差,导致运算结果与我们预期的结果不一致。

比如,当 0.1 和 0.2 在计算机中相加时,计算机会先把这两个数字转换成二进制,然后进行运算,最后再把运算结果转换成十进制。在转换过程中,0.1 的二进制小数会无限循环,而 0.2 的二进制小数也会无限循环。当这两个数字相加时,它们的二进制小数会互相影响,导致运算结果的二进制小数也无限循环。最终,计算机只能对运算结果进行舍入,舍入后得到的结果就是 0.30000000000000004。

这就是为什么在计算机的世界里,0.1 + 0.2 会等于 0.30000000000000004 的原因。这种现象被称为“浮点数谜题”。

math.js是一个JavaScript和Node.js的广泛的数学库,它支持数字,大数,复数,分数,单位和矩阵等数据类型的运算。对于浮点数谜题,math.js提供了精确数字运算的功能,可以避免舍入误差的产生。

使用math.js,我们可以轻松地计算出0.1 + 0.2的值:

const math = require('mathjs');
const a = math.bignumber(0.1);
const b = math.bignumber(0.2);
const c = math.add(a, b);
console.log(c);

输出结果为:

BigNumber { s: '0.3' }

由此可见,math.js可以帮助我们解决浮点数谜题,获得准确的计算结果。

浮点数谜题虽然有趣,但也给我们带来了很多麻烦。比如,在金融计算、物理计算等领域,如果出现舍入误差,可能会导致严重的损失。因此,在这些领域,需要使用math.js这样的精确数字运算库来避免舍入误差的产生。

浮点数谜题也给我们带来了思考,它让我们意识到,计算机的世界并不像我们想象的那么完美,它也有它的局限性。在使用计算机时,我们需要了解这些局限性,并采取相应的措施来避免错误的发生。