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  • 浮点数!!!(摘)

    浮点数在计算机里是分三部分表示的,最前面一位表示符号,后面一部分是尾数,最后一部分是阶码,就是一种二进制的科学记数法。

    尾数是M阶码是E的话那么表示起来就是M × 2^E。尾数M的要求 1/2 ≤ M < 1,所以用二进制表示M的话就应该是0.1XX....  用计算机表示的时候就把最前面的“0.1”这个永远不变的部分给省略掉,只表示可能变化的部分。阶码部分则是只用二进制表示E。

    上面的图就给出了一个例子,前面的0表示是正数。后面8位表示尾数m,这里是0.111111111(注意后面是9个1,因为头一个省略了)。之后那个0表示分割,最后面6位表示e的二进制为111111。所以这个数就是,用十进制表示就是

    在计算机中用二进制表示M和E的时候如果位数不同,那么它们所能表示的最大值也不同。现在给你所能够表示的最大的浮点数的值,让你倒回去求M和E分别有多少位。输入格式为AeB,表示最大浮点数为,并且0 < A < 10,并且保证输出的结果中0 ≤ M ≤ 9且1 ≤ E ≤ 30。输入以0e0表示结束,0e0本身不计算。

    这个如果直接去算的话相当麻烦,当E很大的时候数会直接超出上限。这个时候可以反过来想,最大的时候M和E的每一位肯定都是1,并且又有0 ≤ M ≤ 9且1 ≤ E ≤ 30的限定,

    所以一共只有300种情况,自然就想到了打表,先用二重循环枚举M和E可能出现位数的所有情况打一张表,然后输入的时候倒回去找即可。

    假设当前一层的值M和E,它们的位数分别为i和j。

      首先计算M的值,用二进制表示的话,M的值为0.11…,也就是M = 2^(-1) + 2^(-2) + … + 2^(-1 - i)(i比实际1的个数少1个),也就是M = 1 - 2^(-1 - i)。

      接下来就是计算E的值,不难得出,E = 2^j - 1。

      那么也就有M * 2^E= A * 10^B,似乎可以直接计算了。然而,直接这样算的话是不行的,因为当E太大的话(E最大可以是1073741823,注意这还只是2的指数),等号左边的数就会超出上限,所以要想继续算下去,就得自己去想办法再写出满足要求的类来,这显然太麻烦了。所以,这个时候我们对等式两边同时取对数,这个时候就有 log10(M) +E × log10(2) = log10(A) + B。因为此时M和E的值都是确定的,所以不妨令等式左边为t,也就有t = log10(A) + B。

     

         AeB可以默认为科学记数法,则对于A,就有1 ≤ A < 10。那么0 < log10(A) < 1。所以t的小数部分就是log10(A),整数部分就是B,即B = ⌊t⌋,A = 10^(t - B)。那么接下来,我们只需要开出两个二维数组来,分别记录对应i和j下A和B的大小,之后从输入里提取出A和B的大小,去二维数组里面查找对应的i和j即可。

     注意精度问题,15位有效数字对于double来说精度似乎也不够,而且计算出所需要的整数值其实需要的精度也没有那么高,所以这里的精度就只用到了1e-4的程度。

    注意!!

    以下几组数据得到的答案是一样的,  A*=10,B-=1,转换一下

    • 0.569914189214915e77  
    • 0.056991418921491e78  
    • 0.005699141892149e79  
    • 0.000569914189214e80  

    Sample input

    5.699141892149156e76

    9.205357638345294e18

    0e0

    Sample ouput

    5 8

    8 6

    #include <iostream>
    #include <sstream>
    #include <string>
    #include <cmath>
    using namespace std;
    int main() {
        double M[20][40];         
        long long E[20][40];     
    
        // 打表
        for(int i = 0; i <= 9; ++i) {
            for(int j = 1; j <= 30; ++j){
                double m = 1 - pow(2.0, -1 - i), e = pow(2.0, j) - 1;
                double t = log10(m) + e * log10(2.0);
                E[i][j] = t, M[i][j] = pow(10, t - E[i][j]);   //B = ⌊t⌋(数组E)   A = 10^(t - B)(数组M)
                //printf("E[%d][%d]=%ld
    ",i,j,t);
                //printf("M[%d][%d]=%f
    ",i,j,M[i][j]);
            }
        }
    
        // 输入并输出结果
        string in;
        while(cin >> in && in != "0e0") {
            // 处理输入 
            for(string::iterator i = in.begin(); i != in.end(); ++i) if(*i == 'e') *i = ' ';         //迭代器!
            istringstream ss(in);
            double A; int B;
            ss >> A >> B;                   //eg.in为5.699141892149156e76,则A为5.69914   B为76 (A四舍五入)
            //cout<<"*"<<A<<" **"<<B<<endl;
            while(A < 1) A *= 10, B -= 1;      //当A<1时,多乘了乘10^1,即B要减1
            // 在打好的表中寻找答案
            for(int i = 0; i <= 9; ++i) {
                for(int j = 1; j <= 30; ++j) {
                    if(B==E[i][j] && (fabs(A - M[i][j]) < 1e-4 || fabs(A / 10 - M[i][j]) < 1e-4)) {
                        cout << i << ' ' << j << endl;
                        break;
                    }
                }
            }
        }
        //system("pause");
        return 0;
    }

    这道题就是让我来怀疑人生的,有些看不懂,存着好好想........

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