為什麼 C# 浮點表達式中的轉換和變數賦值會產生不同的結果？

C# 浮點數表達式：剖析強制型別轉換與變數賦值的差異

在 C# 中，看似簡單的浮點數運算表達式可能會導致意想不到的結果。本文深入探討這個問題，並闡明觀察到的差異的根本原因。

問題描述

考慮以下程式碼片段：

int speed1 = (int)(6.2f * 10);
float tmp = 6.2f * 10;
int speed2 = (int)tmp;

直覺上，我們預期 speed1 和 speed2 的值相同，都表示 6.2f 乘以 10 的結果。然而，實際上，這兩個變數的值不同：

<code>speed1 = 61
speed2 = 62</code>

這種差異引發了一個問題：為什麼這些看似相同的操作會產生不同的結果？

解釋

要理解這種行為背後的原因，必須深入研究 C# 的浮點數運算細微之處。

在第一個表達式 (int)(6.2f * 10) 中，6.2f * 10 的乘法結果在轉換為整數 (32 位元) 之前被視為雙精確度浮點數 (64 位元)。這種轉換會截斷雙精度數的小數部分，導致結果為 61。

在第二個表達式 float tmp = 6.2f * 10 中，乘法的結果儲存在一個 float 變數 (tmp) 中，該變數具有 32 位元精度。當 tmp 轉換為整數時，浮點數會四捨五入到最接近的整數，結果為 62。

編譯器最佳化

值得注意的是，C# 編譯器會因為效能原因最佳化程式碼。在 (int)(6.2f * 10) 的情況下，編譯器可能會選擇將中間值保留為雙精度數，從而導致在強制類型轉換過程中精度損失。但是，在 float tmp = 6.2f * 10 的情況下，編譯器必須在將結果儲存到變數之前將其四捨五入到最接近的 float 值，從而導致結果差異。

更多見解

為了更清楚地說明，讓我們考慮以下練習：

double d = 6.2f * 10;
int tmp2 = (int)d;
// 计算 tmp2

在這個例子中，tmp2 的值為62，因為乘法結果在轉換為整數之前存儲在一個雙精度變數中，並且雙精度資料類型具有足夠的精度來表示6.2f * 10，而不會造成明顯的精度損失。

結論

理解 C# 中浮點數運算的特性對於避免意外結果至關重要。透過考慮強制類型轉換和舍入過程的細微之處，開發人員可以編寫行為符合預期的程式碼並避免潛在的錯誤。

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