С++: Числа с плавающей точкой

В математике существуют разные виды чисел, например, натуральные – это целые числа от одного и больше, или рациональные – это числа с точкой, например 0.5. С точки зрения устройства компьютеров, между этими видами чисел пропасть. Попробуйте ответить на простой вопрос, сколько будет 0.2 + 0.1? А теперь посмотрим, что на это скажет C++:

std::cout << (0.2 + 0.1);
// => 0.30000000000000004

Операция сложения двух рациональных чисел внезапно привела к неточному вычислению результата. Тот же самый результат выдадут и другие языки программирования. Такое поведение обуславливается ограничениями вычислительных мощностей. Объем памяти, в отличие от чисел, конечен (бесконечное количество чисел требует бесконечного количества памяти для своего хранения). И если с натуральными числами эта проблема решается простым ограничением по верхней границе (есть некоторое максимальное число, которое можно ввести), то с рациональными такой финт не пройдет.

#include <iostream>
#include <climits>

int main() {
  std::cout << INT_MAX; // => 2147483647
  std::cout << INT_MIN; // => -32767
}

Заголовочный файл climits определяет константы с ограничениями целочисленного типа данных для конкретной системы и компилятора.

Рациональные числа не выстроены в непрерывную цепочку, между 0.1 и 0.2 бесконечное множество чисел. Соответственно возникает серьезная проблема, а как хранить рациональные числа? Это интересный вопрос сам по себе. В интернете множество статей, посвященных организации памяти в таких случаях. Более того, существует стандарт, в котором описано, как это делать правильно, и подавляющее число языков на него опирается.

Для нас, как для разработчиков, важно понимать, что операции с плавающими числами неточны (эту точность можно регулировать), а значит при решении задач, связанных с подобными числами, необходимо прибегать к специальным трюкам, которые позволяют добиться необходимой точности.

Вычислите и выведите на экран произведение двух чисел: 0.39 и 0.22