知VB/VBA浮点数结构，更懂算力

浮点数，才代表人间烟火

前言

在前篇《VB的整数，你真的了解？ 》中，向读者介绍整数时提到，计算机里实际上只有整数一种类型。那浮点数是如何表示的呢？浮点数的使用性能是不是比真正的整数要差呢？VB在应用过程中要注意哪些事项呢？本篇将详细分析，来看看吧。

一、浅谈浮点数

人类在进化过程中，发明了很多种度量单位，来量化我们所处的世界。但在客观世界里，没有那么多刚刚好的事。比如银行存款余额，时间，导弹射程，战舰位置等，人类也不可能无限细分度量单位。好比在计算机世界里，我们不能给每个内存单元(字节)都取一个名字，只能给有意义的内存冠名(变量)。

这时浮点数就显得异常重要了，代表着人类对客观世界的把控程度。这种把控充满了主观色彩，可以用”在乎”一词来形容浮点数对人的意义。首先，在不同背景下，需要不同的精度。比如我们很少在意金钱数据角分之后的数据，但是在高能物理界可能需要小数点后N个数位，否则差之毫厘失之千里。其次，精度的转换又常常在不经意间发生。比如朋友来了有好酒，我们出手阔绰，毫不计较。但敌人来了有猎枪，一个子儿也不会多给。

虽然，计算机只认整数，但是我们人更多地是认小数(也即浮点数或实数)的，因为小数才有现实意义。超算和比特币矿机，想必大家有所耳闻，他们都偏重计算，讲究的是算力。如果说比特币矿机有点不务正业，那超算是正儿八经的为科学研究服务吧。很多高精尖领域的研究，都离不开超算。但是衡量超算能力最核心的指标之一，就是浮点运算能力。

最近币市火爆，笔者也有谈到比特币，有朋友问矿机为何要装显卡？其实，就跟浮点数运算有关啦。我们知道显卡专注于提升图像图形的处理能力，而图形的处理就涉及到精度的问题，也就是浮点数的处理喽。而比特币挖矿在非对称加解密、哈希等计算中要涉及浮点数的，所以给矿机加显卡，是可以提高算力的。

二、VB的浮点数结构

1、Single类型

占4字节，6位有效小数。由1Bit符号位、8Bits指数位和23Bits有效数位三部分组成。其结构如下：

额，有点小，点击看大图

那Single又是如何转换为整数的呢？按照IEEE(美国电气和电子工程师学会)的标准，按照以下公式进行转换：

l= (-1)^s * (1 + f) * 2^(e - 127)

其中：l为十进制整数，s为第32bit位的符号（0为正数，1为负数），f为有效小数，e为幂指数。

看上去很复杂，其实在VB里非常简单，将Single变量的内存数据，直接拷贝到Long类型变量的内存里，就完成了转换。

2、Double类型

占8字节，15位有效小数。由1Bit符号位、11Bits指数位和52Bits有效数位三部分组成，结构与Single类似。与十进制转换公式为：l= (-1)^s * (1 + f) * 2^(e - 1023)。

在VB中，需要借助Currency类型，来实现转换。

3、Date类型

占8字节，是VB的日期格式。DATE在WTYPES.H中定义为"typedef double DATE;",所以Date就是Double类型。值得一提的是，其整数部分为年月日，小数部分为时分秒，可以手工实现高精度时间哦。

三、VB浮点数使用过程中要注意哪些？

按浮点数的结构，我们可知浮点数在计算机中，并不等于数学意义上的实数，而是存在人为舍位的近似值。因此，时时刻刻牢记精度问题，是正确使用浮点数的前提。

1、浮点数与10进制整数相互转换时，存在精度问题。

2、浮点数谨慎用于相等判断。

3、VB对小数常数、除法结果等默认为Double类型，在计算中只要有小数，都会做Double类型转换，会降低代码性能。在X86的32位机器下，CPU处理Single的速度更快，若精度允许，应尽量使用该类型，否则应统一使用Double类型。

4、VB中若需要更高精度的浮点数，则需借助Decimal类型，该类型支持28位有效小数位，但性能也更低。

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