Поделиться через

Структуру System.Single

  • Статья

В этой статье приводятся дополнительные замечания к справочной документации по этому API.

Single Тип значения представляет 32-разрядное число с одной точностью, начиная от отрицательного 3,402823e38 до положительного 3,402828e38, а также положительного или отрицательного нуля, PositiveInfinityNegativeInfinityа не числа (NaN). Оно предназначено для представления значений, которые чрезвычайно большие (например, расстояния между планетами или галактиками) или крайне малы (например, молекулярной массы вещества в килограммах) и которые часто являются неуловкими (например, расстояние от земли к другой солнечной системе). Тип Single соответствует стандарту IEC 60559:1989 (IEEE 754) для арифметики с плавающей запятой.

System.Single предоставляет методы для сравнения экземпляров этого типа, преобразования значения экземпляра в его строковое представление и преобразования строкового представления числа в экземпляр этого типа. Сведения о том, как коды спецификаций форматирования управляют строковым представлением типов значений, см. в разделе "Типы форматирования", "Строки стандартного числового формата" и "Строки настраиваемого числового формата".

Представление и точность с плавающей запятой

Тип Single данных хранит значения с плавающей запятой с одной точностью в 32-разрядном двоичном формате, как показано в следующей таблице:

Часть Bits
Significand или мантисса 0-22
Показатель степени 23-30
Знак (0 = положительный, 1 = отрицательный) 31

Так же, как десятичные дроби не могут точно представлять некоторые дробные значения (например, 1/3 или Math.PI), двоичные дроби не могут представлять некоторые дробные значения. Например, 2/10, который представляется именно 2 в виде десятичной дроби, представлен как 0011111001001100 в виде двоичной дроби, при этом шаблон "1100" повторяется до бесконечности. В этом случае значение с плавающей запятой предоставляет непреднамеренное представление числа, представляющего его. Выполнение дополнительных математических операций с исходным значением с плавающей запятой часто увеличивает его отсутствие точности. Например, если сравнить результаты умножения .3 на 10 и добавления .3 к .3 девять раз, вы увидите, что добавление создает менее точный результат, так как он включает в себя восемь больше операций, чем умножение. Обратите внимание, что это неравенство очевидно, только если вы отображаете два Single значения с помощью строки стандартного числового формата R, которая, при необходимости, отображает все 9 цифр точности, поддерживаемых типомSingle.

using System;

public class Example12
{
    public static void Main()
    {
        Single value = .2f;
        Single result1 = value * 10f;
        Single result2 = 0f;
        for (int ctr = 1; ctr <= 10; ctr++)
            result2 += value;

        Console.WriteLine(".2 * 10:           {0:R}", result1);
        Console.WriteLine(".2 Added 10 times: {0:R}", result2);
    }
}
// The example displays the following output:
//       .2 * 10:           2
//       .2 Added 10 times: 2.00000024

let value = 0.2f
let result1 = value * 10f
let mutable result2 = 0f
for _ = 1 to 10 do
    result2 <- result2 + value

printfn $".2 * 10:           {result1:R}"
printfn $".2 Added 10 times: {result2:R}"
// The example displays the following output:
//       .2 * 10:           2
//       .2 Added 10 times: 2.00000024

Module Example13
    Public Sub Main()
        Dim value As Single = 0.2
        Dim result1 As Single = value * 10
        Dim result2 As Single
        For ctr As Integer = 1 To 10
            result2 += value
        Next
        Console.WriteLine(".2 * 10:           {0:R}", result1)
        Console.WriteLine(".2 Added 10 times: {0:R}", result2)
    End Sub
End Module
' The example displays the following output:
'       .2 * 10:           2
'       .2 Added 10 times: 2.00000024

Так как некоторые числа не могут быть представлены точно как дробные двоичные значения, числа с плавающей запятой могут приблизиться только к реальным числам.

Все числа с плавающей запятой имеют ограниченное количество значимых цифр, которое также определяет, насколько точно значение с плавающей запятой приближается к реальному числу. Single Значение имеет до 7 десятичных цифр точности, хотя максимум 9 цифр сохраняется внутри системы. Это означает, что некоторые операции с плавающей запятой могут содержать точность для изменения значения с плавающей запятой. В следующем примере определяется большое значение с плавающей запятой с одной точностью, а затем добавляется в него продукт Single.Epsilon и один квадриллион. Однако продукт слишком мал, чтобы изменить исходное значение с плавающей запятой. Его наименьшая значимая цифра — тысячные, в то время как наиболее значимая цифра в продукте составляет 10-30.

using System;

public class Example13
{
    public static void Main()
    {
        Single value = 123.456f;
        Single additional = Single.Epsilon * 1e15f;
        Console.WriteLine($"{value} + {additional} = {value + additional}");
    }
}
// The example displays the following output:
//    123.456 + 1.401298E-30 = 123.456

open System

let value = 123.456f
let additional = Single.Epsilon * 1e15f
printfn $"{value} + {additional} = {value + additional}"
// The example displays the following output:
//    123.456 + 1.401298E-30 = 123.456

Module Example
   Public Sub Main()
      Dim value As Single = 123.456
      Dim additional As Single = Single.Epsilon * 1e15
      Console.WriteLine($"{value} + {additional} = {value + additional}")
   End Sub
End Module
' The example displays the following output:
'   123.456 + 1.401298E-30 = 123.456

Ограниченная точность числа с плавающей запятой имеет несколько последствий:

  • Два числа с плавающей запятой, которые могут казаться равными при определенной точности, на самом деле отличаются, поскольку их менее значащие цифры различаются. В следующем примере ряд чисел добавляется вместе, и их общее значение сравнивается с ожидаемым итогом. Хотя два значения, как представляется, одинаковы, вызов Equals метода указывает, что они не являются.

    using System;

public class Example9
{
    public static void Main()
    {
        Single[] values = { 10.01f, 2.88f, 2.88f, 2.88f, 9.0f };
        Single result = 27.65f;
        Single total = 0f;
        foreach (var value in values)
            total += value;

        if (total.Equals(result))
            Console.WriteLine("The sum of the values equals the total.");
        else
            Console.WriteLine("The sum of the values ({0}) does not equal the total ({1}).",
                              total, result);
    }
}
// The example displays the following output:
//      The sum of the values (27.65) does not equal the total (27.65).   
//
// If the index items in the Console.WriteLine statement are changed to {0:R},
// the example displays the following output:
//       The sum of the values (27.6500015) does not equal the total (27.65).

    let values = [| 10.01f; 2.88f; 2.88f; 2.88f; 9f |]
let result = 27.65f
let mutable total = 0f
for value in values do
    total <- total + value

if total.Equals result then
    printfn "The sum of the values equals the total."
else
    printfn "The sum of the values ({total}) does not equal the total ({result})."
// The example displays the following output:
//      The sum of the values (27.65) does not equal the total (27.65).   
//
// If the index items in the Console.WriteLine statement are changed to {0:R},
// the example displays the following output:
//       The sum of the values (27.6500015) does not equal the total (27.65).

    Module Example10
    Public Sub Main()
        Dim values() As Single = {10.01, 2.88, 2.88, 2.88, 9.0}
        Dim result As Single = 27.65
        Dim total As Single
        For Each value In values
            total += value
        Next
        If total.Equals(result) Then
            Console.WriteLine("The sum of the values equals the total.")
        Else
            Console.WriteLine("The sum of the values ({0}) does not equal the total ({1}).",
                           total, result)
        End If
    End Sub
End Module
' The example displays the following output:
'      The sum of the values (27.65) does not equal the total (27.65).   
'
' If the index items in the Console.WriteLine statement are changed to {0:R},
' the example displays the following output:
'       The sum of the values (27.639999999999997) does not equal the total (27.64).

    Если изменить элементы форматирования в Console.WriteLine(String, Object, Object) инструкции с {0} и {1:R}{1}{0:R} на и на отображение всех значимых цифр двух Single значений, ясно, что эти два значения неравны из-за потери точности во время операций сложения. В этом случае проблему можно устранить, вызвав Math.Round(Double, Int32) метод для округления Single значений до требуемой точности перед выполнением сравнения.

  • Математические операции или операции сравнения, использующие число с плавающей запятой, могут не дать тот же результат, если используется десятичное число, так как двоичное число с плавающей запятой может не совпадать с десятичным числом. Предыдущий пример иллюстрировал это, отображая результат умножения .3 на 10 и добавив .3 к .3 девять раз.

    Если точность числовых операций с дробными значениями важна, используйте Decimal тип вместо Single типа. Если точность в числовых операциях Int64 со целыми значениями за пределами диапазона или UInt64 типов важна, используйте BigInteger тип.

  • Если используется число с плавающей запятой, значение может не выполняться. Значение, как говорят, выполняется круговая поездка, если операция преобразует исходное число с плавающей запятой в другую форму, обратная операция преобразует преобразованную форму обратно в число с плавающей запятой, а окончательный номер с плавающей запятой равен исходному числу с плавающей запятой. Круговая поездка может завершиться ошибкой, так как одна или несколько наименее значимых цифр теряются или изменяются в преобразовании. В следующем примере три Single значения преобразуются в строки и сохраняются в файле. Как показано в выходных данных, хотя значения, как представляется, идентичны, восстановленные значения не равны исходным значениям.

    using System;
using System.IO;

public class Example10
{
    public static void Main()
    {
        StreamWriter sw = new StreamWriter(@".\Singles.dat");
        Single[] values = { 3.2f / 1.11f, 1.0f / 3f, (float)Math.PI };
        for (int ctr = 0; ctr < values.Length; ctr++)
        {
            sw.Write(values[ctr].ToString());
            if (ctr != values.Length - 1)
                sw.Write("|");
        }
        sw.Close();

        Single[] restoredValues = new Single[values.Length];
        StreamReader sr = new StreamReader(@".\Singles.dat");
        string temp = sr.ReadToEnd();
        string[] tempStrings = temp.Split('|');
        for (int ctr = 0; ctr < tempStrings.Length; ctr++)
            restoredValues[ctr] = Single.Parse(tempStrings[ctr]);

        for (int ctr = 0; ctr < values.Length; ctr++)
            Console.WriteLine("{0} {2} {1}", values[ctr],
                              restoredValues[ctr],
                              values[ctr].Equals(restoredValues[ctr]) ? "=" : "<>");
    }
}
// The example displays the following output:
//       2.882883 <> 2.882883
//       0.3333333 <> 0.3333333
//       3.141593 <> 3.141593

    open System
open System.IO

let values = [| 3.2f / 1.11f; 1f / 3f; MathF.PI |]

do
    use sw = new StreamWriter(@".\Singles.dat")
    for i = 0 to values.Length - 1 do
        sw.Write(string values[i])
        if i <> values.Length - 1 then
            sw.Write "|"

let restoredValues =
    use sr = new StreamReader(@".\Singles.dat")
    sr.ReadToEnd().Split '|'
    |> Array.map Single.Parse

for i = 0 to values.Length - 1 do
    printfn $"""{values[i]} {if values[i].Equals restoredValues[i] then "=" else "<>"} {restoredValues[i]}"""
                    
// The example displays the following output:
//       2.882883 <> 2.882883
//       0.3333333 <> 0.3333333
//       3.141593 <> 3.141593

    Imports System.IO

Module Example11
    Public Sub Main()
        Dim sw As New StreamWriter(".\Singles.dat")
        Dim values() As Single = {3.2 / 1.11, 1.0 / 3, CSng(Math.PI)}
        For ctr As Integer = 0 To values.Length - 1
            sw.Write(values(ctr).ToString())
            If ctr <> values.Length - 1 Then sw.Write("|")
        Next
        sw.Close()

        Dim restoredValues(values.Length - 1) As Single
        Dim sr As New StreamReader(".\Singles.dat")
        Dim temp As String = sr.ReadToEnd()
        Dim tempStrings() As String = temp.Split("|"c)
        For ctr As Integer = 0 To tempStrings.Length - 1
            restoredValues(ctr) = Single.Parse(tempStrings(ctr))
        Next

        For ctr As Integer = 0 To values.Length - 1
            Console.WriteLine("{0} {2} {1}", values(ctr),
                           restoredValues(ctr),
                           If(values(ctr).Equals(restoredValues(ctr)), "=", "<>"))
        Next
    End Sub
End Module
' The example displays the following output:
'        2.882883 <> 2.882883
'        0.3333333 <> 0.3333333
'        3.141593 <> 3.141593

    В этом случае значения можно успешно спотковать с помощью строки стандартного числового формата G9, чтобы сохранить полную точность значенийSingle, как показано в следующем примере.

    using System;
using System.IO;

public class Example11
{
    public static void Main()
    {
        StreamWriter sw = new StreamWriter(@".\Singles.dat");
        Single[] values = { 3.2f / 1.11f, 1.0f / 3f, (float)Math.PI };
        for (int ctr = 0; ctr < values.Length; ctr++)
            sw.Write("{0:G9}{1}", values[ctr], ctr < values.Length - 1 ? "|" : "");

        sw.Close();

        Single[] restoredValues = new Single[values.Length];
        StreamReader sr = new StreamReader(@".\Singles.dat");
        string temp = sr.ReadToEnd();
        string[] tempStrings = temp.Split('|');
        for (int ctr = 0; ctr < tempStrings.Length; ctr++)
            restoredValues[ctr] = Single.Parse(tempStrings[ctr]);

        for (int ctr = 0; ctr < values.Length; ctr++)
            Console.WriteLine("{0} {2} {1}", values[ctr],
                              restoredValues[ctr],
                              values[ctr].Equals(restoredValues[ctr]) ? "=" : "<>");
    }
}
// The example displays the following output:
//       2.882883 = 2.882883
//       0.3333333 = 0.3333333
//       3.141593 = 3.141593

    open System
open System.IO

let values = [| 3.2f / 1.11f; 1f / 3f; MathF.PI |]

do
    use sw = new StreamWriter(@".\Singles.dat")
    for i = 0 to values.Length - 1 do
        sw.Write $"""{values[i]:G9}{if i < values.Length - 1 then "|" else ""}"""
    
    
let restoredValues =
    use sr = new StreamReader(@".\Singles.dat")
    sr.ReadToEnd().Split '|'
    |> Array.map Single.Parse

for i = 0 to values.Length - 1 do
    printfn $"""{values[i]} {if values[i].Equals restoredValues[i] then "=" else "<>"} {restoredValues[i]}"""
// The example displays the following output:
//       2.882883 = 2.882883
//       0.3333333 = 0.3333333
//       3.141593 = 3.141593

    Imports System.IO

Module Example12
    Public Sub Main()
        Dim sw As New StreamWriter(".\Singles.dat")
        Dim values() As Single = {3.2 / 1.11, 1.0 / 3, CSng(Math.PI)}
        For ctr As Integer = 0 To values.Length - 1
            sw.Write("{0:G9}{1}", values(ctr),
                  If(ctr < values.Length - 1, "|", ""))
        Next
        sw.Close()

        Dim restoredValues(values.Length - 1) As Single
        Dim sr As New StreamReader(".\Singles.dat")
        Dim temp As String = sr.ReadToEnd()
        Dim tempStrings() As String = temp.Split("|"c)
        For ctr As Integer = 0 To tempStrings.Length - 1
            restoredValues(ctr) = Single.Parse(tempStrings(ctr))
        Next

        For ctr As Integer = 0 To values.Length - 1
            Console.WriteLine("{0} {2} {1}", values(ctr),
                           restoredValues(ctr),
                           If(values(ctr).Equals(restoredValues(ctr)), "=", "<>"))
        Next
    End Sub
End Module
' The example displays the following output:
'       2.882883 = 2.882883
'       0.3333333 = 0.3333333
'       3.141593 = 3.141593

  • Single значения имеют меньше точности, чем Double значения. Single Значение, преобразованное в казалось бы эквивалентноеDouble, часто не равно Double значению из-за различий в точности. В следующем примере результат идентичных операций деления назначается значению Double и значению Single . Single После приведения значения к значению Doubleсравнение двух значений показывает, что они неравны.

    using System;

public class Example9
{
    public static void Main()
    {
        Double value1 = 1 / 3.0;
        Single sValue2 = 1 / 3.0f;
        Double value2 = (Double)sValue2;
        Console.WriteLine("{0:R} = {1:R}: {2}", value1, value2,
                                            value1.Equals(value2));
    }
}
// The example displays the following output:
//        0.33333333333333331 = 0.3333333432674408: False

    open System

let value1 = 1. / 3.
let sValue2 = 1f /3f

let value2 = double sValue2
printfn $"{value1:R} = {value2:R}: {value1.Equals value2}"
// The example displays the following output:
//        0.33333333333333331 = 0.3333333432674408: False

    Module Example10
    Public Sub Main()
        Dim value1 As Double = 1 / 3
        Dim sValue2 As Single = 1 / 3
        Dim value2 As Double = CDbl(sValue2)
        Console.WriteLine("{0} = {1}: {2}", value1, value2, value1.Equals(value2))
    End Sub
End Module
' The example displays the following output:
'       0.33333333333333331 = 0.3333333432674408: False

    Чтобы избежать этой проблемы, используйте Double тип данных вместо Single типа данных или используйте Round метод, чтобы оба значения имели одинаковую точность.

Проверка на равенство

Чтобы считаться равным, два Single значения должны представлять идентичные значения. Однако из-за различий в точности между значениями или из-за потери точности по одному или обоим значениям значения с плавающей запятой, которые, как ожидается, будут одинаковыми, часто оказываются неравными из-за различий в их наименее значимых цифрах. В результате вызовы Equals метода, чтобы определить, равны ли два значения, или вызовы CompareTo метода для определения связи между двумя Single значениями, часто дают непредвиденные результаты. Это очевидно в следующем примере, где два по-видимому равных Single значения оказываются неравными, поскольку первое значение имеет 7 цифр точности, в то время как второе значение имеет 9.

using System;

public class Example
{
   public static void Main()
   {
      float value1 = .3333333f;
      float value2 = 1.0f/3;
      Console.WriteLine("{0:R} = {1:R}: {2}", value1, value2, value1.Equals(value2));
   }
}
// The example displays the following output:
//        0.3333333 = 0.333333343: False

let value1 = 0.3333333f
let value2 = 1f / 3f
printfn $"{value1:R} = {value2:R}: {value1.Equals value2}"
// The example displays the following output:
//        0.3333333 = 0.333333343: False

Module Example1
    Public Sub Main()
        Dim value1 As Single = 0.3333333
        Dim value2 As Single = 1 / 3
        Console.WriteLine("{0:R} = {1:R}: {2}", value1, value2, value1.Equals(value2))
    End Sub
End Module
' The example displays the following output:
'       0.3333333 = 0.333333343: False

Вычисляемые значения, которые следуют разным путям кода и которые управляются различными способами, часто оказываются неравными. В следующем примере одно Single значение квадратируется, а затем квадратный корень вычисляется для восстановления исходного значения. Single Секунда умножается на 3,51 и квадрат перед квадратным корнем результата делится на 3,51, чтобы восстановить исходное значение. Хотя два значения, как представляется, идентичны, вызов Equals(Single) метода указывает, что они не равны. При использовании стандартной строки формата G9 возвращается строка результата, отображающая все значимые цифры каждого Single значения, показывает, что второе значение равно .0000000000001 меньше первой.

using System;

public class Example1
{
    public static void Main()
    {
        float value1 = 10.201438f;
        value1 = (float)Math.Sqrt((float)Math.Pow(value1, 2));
        float value2 = (float)Math.Pow((float)value1 * 3.51f, 2);
        value2 = ((float)Math.Sqrt(value2)) / 3.51f;
        Console.WriteLine("{0} = {1}: {2}\n",
                          value1, value2, value1.Equals(value2));
        Console.WriteLine("{0:G9} = {1:G9}", value1, value2);
    }
}
// The example displays the following output:
//       10.20144 = 10.20144: False
//       
//       10.201438 = 10.2014389

let value1 = 
    10.201438f ** 2f
    |> sqrt

let value2 =
   ((value1 * 3.51f) ** 2f |> sqrt) / 3.51f

printfn $"{value1} = {value2}: {value1.Equals value2}\n" 
printfn $"{value1:G9} = {value2:G9}"
// The example displays the following output:
//       10.20144 = 10.20144: False
//       
//       10.201438 = 10.2014389

Module Example2
    Public Sub Main()
        Dim value1 As Single = 10.201438
        value1 = CSng(Math.Sqrt(CSng(Math.Pow(value1, 2))))
        Dim value2 As Single = CSng(Math.Pow(value1 * CSng(3.51), 2))
        value2 = CSng(Math.Sqrt(value2) / CSng(3.51))
        Console.WriteLine("{0} = {1}: {2}",
                        value1, value2, value1.Equals(value2))
        Console.WriteLine()
        Console.WriteLine("{0:G9} = {1:G9}", value1, value2)
    End Sub
End Module
' The example displays the following output:
'       10.20144 = 10.20144: False
'       
'       10.201438 = 10.2014389

В случаях, когда потеря точности, скорее всего, влияет на результат сравнения, можно использовать следующие методы вместо вызова Equals метода или CompareTo метода:

  • Math.Round Вызовите метод, чтобы убедиться, что оба значения имеют одинаковую точность. Следующий пример изменяет предыдущий пример для использования этого подхода таким образом, чтобы два дробных значения были эквивалентны.

    using System;

public class Example2
{
    public static void Main()
    {
        float value1 = .3333333f;
        float value2 = 1.0f / 3;
        int precision = 7;
        value1 = (float)Math.Round(value1, precision);
        value2 = (float)Math.Round(value2, precision);
        Console.WriteLine("{0:R} = {1:R}: {2}", value1, value2, value1.Equals(value2));
    }
}
// The example displays the following output:
//        0.3333333 = 0.3333333: True

    open System

let value1 = 0.3333333f
let value2 = 1f / 3f
let precision = 7
let value1r = Math.Round(float value1, precision) |> float32
let value2r = Math.Round(float value2, precision) |> float32
printfn $"{value1:R} = {value2:R}: {value1.Equals value2}"
// The example displays the following output:
//        0.3333333 = 0.3333333: True

    Module Example3
    Public Sub Main()
        Dim value1 As Single = 0.3333333
        Dim value2 As Single = 1 / 3
        Dim precision As Integer = 7
        value1 = CSng(Math.Round(value1, precision))
        value2 = CSng(Math.Round(value2, precision))
        Console.WriteLine("{0:R} = {1:R}: {2}", value1, value2, value1.Equals(value2))
    End Sub
End Module
' The example displays the following output:
'       0.3333333 = 0.3333333: True

    Проблема точности по-прежнему применяется к округлениям значений средней точки. Дополнительные сведения см. в описании метода Math.Round(Double, Int32, MidpointRounding).

  • Проверьте приблизительное равенство вместо равенства. Для этого метода необходимо определить абсолютное значение, по которому эти два значения могут отличаться, но по-прежнему равны, или определить относительную сумму, по которой меньшее значение может отличаться от большего значения.

    Предупреждение

    Single.Epsilon иногда используется в качестве абсолютной меры расстояния между двумя Single значениями при тестировании на равенство. Однако измеряет Single.Epsilon наименьшее возможное значение, которое можно добавить или вычесть из, Single значение которого равно нулю. Для большинства положительных и отрицательных Single значений значение Single.Epsilon слишком мало для обнаружения. Поэтому, за исключением значений, равных нулю, мы не рекомендуем использовать его в тестах на равенство.

    В следующем примере используется последний подход для определения IsApproximatelyEqual метода, который проверяет относительную разницу между двумя значениями. Он также контрастирует с результатом вызовов IsApproximatelyEqual метода и Equals(Single) метода.

    using System;

public class Example3
{
    public static void Main()
    {
        float one1 = .1f * 10;
        float one2 = 0f;
        for (int ctr = 1; ctr <= 10; ctr++)
            one2 += .1f;

        Console.WriteLine("{0:R} = {1:R}: {2}", one1, one2, one1.Equals(one2));
        Console.WriteLine("{0:R} is approximately equal to {1:R}: {2}",
                          one1, one2,
                          IsApproximatelyEqual(one1, one2, .000001f));
    }

    static bool IsApproximatelyEqual(float value1, float value2, float epsilon)
    {
        // If they are equal anyway, just return True.
        if (value1.Equals(value2))
            return true;

        // Handle NaN, Infinity.
        if (Double.IsInfinity(value1) | Double.IsNaN(value1))
            return value1.Equals(value2);
        else if (Double.IsInfinity(value2) | Double.IsNaN(value2))
            return value1.Equals(value2);

        // Handle zero to avoid division by zero
        double divisor = Math.Max(value1, value2);
        if (divisor.Equals(0))
            divisor = Math.Min(value1, value2);

        return Math.Abs(value1 - value2) / divisor <= epsilon;
    }
}
// The example displays the following output:
//       1 = 1.00000012: False
//       1 is approximately equal to 1.00000012: True

    open System

let isApproximatelyEqual value1 value2 epsilon =
    // If they are equal anyway, just return True.
    if value1.Equals value2 then 
        true
    // Handle NaN, Infinity.
    elif Single.IsInfinity value1 || Single.IsNaN value1 then
        value1.Equals value2
    elif Single.IsInfinity value2 || Single.IsNaN value2 then
        value1.Equals value2
    else
        // Handle zero to avoid division by zero
        let divisor = max value1 value2
        let divisor = 
            if divisor.Equals 0 then
                min value1 value2
            else divisor
        abs (value1 - value2) / divisor <= epsilon           


let one1 = 0.1f * 10f
let mutable one2 = 0f
for _ = 1 to 10 do
   one2 <- one2 + 0.1f

printfn $"{one1:R} = {one2:R}: {one1.Equals one2}"
printfn $"{one1:R} is approximately equal to {one2:R}: {isApproximatelyEqual one1 one2 0.000001f}" 
// The example displays the following output:
//       1 = 1.00000012: False
//       1 is approximately equal to 1.00000012: True

    Module Example4
    Public Sub Main()
        Dim one1 As Single = 0.1 * 10
        Dim one2 As Single = 0
        For ctr As Integer = 1 To 10
            one2 += CSng(0.1)
        Next
        Console.WriteLine("{0:R} = {1:R}: {2}", one1, one2, one1.Equals(one2))
        Console.WriteLine("{0:R} is approximately equal to {1:R}: {2}",
                        one1, one2,
                        IsApproximatelyEqual(one1, one2, 0.000001))
    End Sub

    Function IsApproximatelyEqual(value1 As Single, value2 As Single,
                                 epsilon As Single) As Boolean
        ' If they are equal anyway, just return True.
        If value1.Equals(value2) Then Return True

        ' Handle NaN, Infinity.
        If Single.IsInfinity(value1) Or Single.IsNaN(value1) Then
            Return value1.Equals(value2)
        ElseIf Single.IsInfinity(value2) Or Single.IsNaN(value2) Then
            Return value1.Equals(value2)
        End If

        ' Handle zero to avoid division by zero
        Dim divisor As Single = Math.Max(value1, value2)
        If divisor.Equals(0) Then
            divisor = Math.Min(value1, value2)
        End If

        Return Math.Abs(value1 - value2) / divisor <= epsilon
    End Function
End Module
' The example displays the following output:
'       1 = 1.00000012: False
'       1 is approximately equal to 1.00000012: True

Значения и исключения с плавающей запятой

Операции с значениями с плавающей запятой не вызывают исключений, в отличие от операций с целыми типами, которые вызывают исключения в случаях незаконных операций, таких как деление по нулю или переполнению. Вместо этого в этих ситуациях результат операции с плавающей запятой равен нулю, положительному бесконечности, отрицательному бесконечности или не числу (NaN):

  • Если результат операции с плавающей запятой слишком мал для целевого формата, результат равен нулю. Это может произойти при умножении двух очень маленьких чисел с плавающей запятой, как показано в следующем примере.

    using System;

public class Example6
{
    public static void Main()
    {
        float value1 = 1.163287e-36f;
        float value2 = 9.164234e-25f;
        float result = value1 * value2;
        Console.WriteLine("{0} * {1} = {2}", value1, value2, result);
        Console.WriteLine("{0} = 0: {1}", result, result.Equals(0.0f));
    }
}
// The example displays the following output:
//       1.163287E-36 * 9.164234E-25 = 0
//       0 = 0: True

    let value1 = 1.163287e-36f
let value2 = 9.164234e-25f
let result = value1 * value2
printfn $"{value1} * {value2} = {result}"
printfn $"{result} = 0: {result.Equals(0f)}"
// The example displays the following output:
//       1.163287E-36 * 9.164234E-25 = 0
//       0 = 0: True

    Module Example7
    Public Sub Main()
        Dim value1 As Single = 1.163287E-36
        Dim value2 As Single = 9.164234E-25
        Dim result As Single = value1 * value2
        Console.WriteLine("{0} * {1} = {2:R}", value1, value2, result)
        Console.WriteLine("{0} = 0: {1}", result, result.Equals(0))
    End Sub
End Module
' The example displays the following output:
'       1.163287E-36 * 9.164234E-25 = 0
'       0 = 0: True

  • Если величина результата операции с плавающей запятой превышает диапазон целевого формата, результат операции соответствует PositiveInfinityNegativeInfinityзнаку результата. Результат операции переполнения Single.MaxValuePositiveInfinityи результат операции переполнения Single.MinValue , NegativeInfinityкак показано в следующем примере.

    using System;

public class Example7
{
    public static void Main()
    {
        float value1 = 3.065e35f;
        float value2 = 6.9375e32f;
        float result = value1 * value2;
        Console.WriteLine("PositiveInfinity: {0}",
                           Single.IsPositiveInfinity(result));
        Console.WriteLine("NegativeInfinity: {0}\n",
                          Single.IsNegativeInfinity(result));

        value1 = -value1;
        result = value1 * value2;
        Console.WriteLine("PositiveInfinity: {0}",
                           Single.IsPositiveInfinity(result));
        Console.WriteLine("NegativeInfinity: {0}",
                          Single.IsNegativeInfinity(result));
    }
}

// The example displays the following output:
//       PositiveInfinity: True
//       NegativeInfinity: False
//       
//       PositiveInfinity: False
//       NegativeInfinity: True

    open System

let value1 = 3.065e35f
let value2 = 6.9375e32f
let result = value1 * value2
printfn $"PositiveInfinity: {Single.IsPositiveInfinity result}" 
printfn $"NegativeInfinity: {Single.IsNegativeInfinity result}\n"

let value3 = -value1
let result2 = value3 * value2
printfn $"PositiveInfinity: {Single.IsPositiveInfinity result}" 
printfn $"NegativeInfinity: {Single.IsNegativeInfinity result}" 

// The example displays the following output:
//       PositiveInfinity: True
//       NegativeInfinity: False
//       
//       PositiveInfinity: False
//       NegativeInfinity: True

    Module Example8
    Public Sub Main()
        Dim value1 As Single = 3.065E+35
        Dim value2 As Single = 6.9375E+32
        Dim result As Single = value1 * value2
        Console.WriteLine("PositiveInfinity: {0}",
                         Single.IsPositiveInfinity(result))
        Console.WriteLine("NegativeInfinity: {0}",
                        Single.IsNegativeInfinity(result))
        Console.WriteLine()
        value1 = -value1
        result = value1 * value2
        Console.WriteLine("PositiveInfinity: {0}",
                         Single.IsPositiveInfinity(result))
        Console.WriteLine("NegativeInfinity: {0}",
                        Single.IsNegativeInfinity(result))
    End Sub
End Module
' The example displays the following output:
'       PositiveInfinity: True
'       NegativeInfinity: False
'       
'       PositiveInfinity: False
'       NegativeInfinity: True

    PositiveInfinity также результат деления на ноль с положительным дивидендом и NegativeInfinity результатом деления на ноль с отрицательными дивидендами.

  • Если операция с плавающей запятой недопустима, результатом операции является NaN. Например, NaN результаты следующих операций:

    • Деление на ноль с дивидендами от нуля. Обратите внимание, что другие случаи деления на ноль приводят либо PositiveInfinityNegativeInfinity.
    • Любая операция с плавающей запятой с недопустимыми входными данными. Например, попытка найти квадратный корень отрицательного значения возвращается NaN.
    • Любая операция с аргументом, значение которого равно Single.NaN.

Преобразование типов

Структура Single не определяет никаких явных или неявных операторов преобразования. Вместо этого преобразования реализуются компилятором.

В следующей таблице перечислены возможные преобразования значения других примитивных числовых типов в Single значение, а также указывает, расширяется ли преобразование или сужается и может ли результат Single иметь меньшую точность, чем исходное значение.

Допустимо ли преобразование из Расширение и сужение Возможная потеря точности
Byte Widening No
Decimal Widening

Обратите внимание, что для C# требуется оператор приведения.		 Да. Decimal поддерживает 29 десятичных цифр точности; Single поддерживает 9.
Double Сужение; Значения вне диапазона преобразуются в Double.NegativeInfinity или Double.PositiveInfinity. Да. Double поддерживает 17 десятичных цифр точности; Single поддерживает 9.
Int16 Widening No
Int32 Widening Да. Int32 поддерживает 10 десятичных цифр точности; Single поддерживает 9.
Int64 Widening Да. Int64 поддерживает 19 десятичных цифр точности; Single поддерживает 9.
SByte Widening No
UInt16 Widening No
UInt32 Widening Да. UInt32 поддерживает 10 десятичных цифр точности; Single поддерживает 9.
UInt64 Widening Да. Int64 поддерживает 20 десятичных цифр точности; Single поддерживает 9.

Следующий пример преобразует минимальное или максимальное значение других примитивных числовых типов в Single значение.

using System;

public class Example4
{
    public static void Main()
    {
        dynamic[] values = { Byte.MinValue, Byte.MaxValue, Decimal.MinValue,
                           Decimal.MaxValue, Double.MinValue, Double.MaxValue,
                           Int16.MinValue, Int16.MaxValue, Int32.MinValue,
                           Int32.MaxValue, Int64.MinValue, Int64.MaxValue,
                           SByte.MinValue, SByte.MaxValue, UInt16.MinValue,
                           UInt16.MaxValue, UInt32.MinValue, UInt32.MaxValue,
                           UInt64.MinValue, UInt64.MaxValue };
        float sngValue;
        foreach (var value in values)
        {
            if (value.GetType() == typeof(Decimal) ||
                value.GetType() == typeof(Double))
                sngValue = (float)value;
            else
                sngValue = value;
            Console.WriteLine("{0} ({1}) --> {2:R} ({3})",
                              value, value.GetType().Name,
                              sngValue, sngValue.GetType().Name);
        }
    }
}
// The example displays the following output:
//       0 (Byte) --> 0 (Single)
//       255 (Byte) --> 255 (Single)
//       -79228162514264337593543950335 (Decimal) --> -7.92281625E+28 (Single)
//       79228162514264337593543950335 (Decimal) --> 7.92281625E+28 (Single)
//       -1.79769313486232E+308 (Double) --> -Infinity (Single)
//       1.79769313486232E+308 (Double) --> Infinity (Single)
//       -32768 (Int16) --> -32768 (Single)
//       32767 (Int16) --> 32767 (Single)
//       -2147483648 (Int32) --> -2.14748365E+09 (Single)
//       2147483647 (Int32) --> 2.14748365E+09 (Single)
//       -9223372036854775808 (Int64) --> -9.223372E+18 (Single)
//       9223372036854775807 (Int64) --> 9.223372E+18 (Single)
//       -128 (SByte) --> -128 (Single)
//       127 (SByte) --> 127 (Single)
//       0 (UInt16) --> 0 (Single)
//       65535 (UInt16) --> 65535 (Single)
//       0 (UInt32) --> 0 (Single)
//       4294967295 (UInt32) --> 4.2949673E+09 (Single)
//       0 (UInt64) --> 0 (Single)
//       18446744073709551615 (UInt64) --> 1.84467441E+19 (Single)

open System

let values: obj list = 
    [ Byte.MinValue; Byte.MaxValue; Decimal.MinValue
      Decimal.MaxValue; Double.MinValue; Double.MaxValue
      Int16.MinValue; Int16.MaxValue; Int32.MinValue
      Int32.MaxValue; Int64.MinValue; Int64.MaxValue
      SByte.MinValue; SByte.MaxValue; UInt16.MinValue
      UInt16.MaxValue; UInt32.MinValue; UInt32.MaxValue
      UInt64.MinValue; UInt64.MaxValue ]

for value in values do
    let sngValue = 
        match value with
        | :? byte as v -> float32 v
        | :? decimal as v -> float32 v
        | :? double as v -> float32 v
        | :? int16 as v -> float32 v
        | :? int as v -> float32 v
        | :? int64 as v -> float32 v
        | :? int8 as v -> float32 v
        | :? uint16 as v -> float32 v
        | :? uint as v -> float32 v
        | :? uint64 as v -> float32 v
        | _ -> raise (NotImplementedException "Unknown Type")
    printfn $"{value} ({value.GetType().Name}) --> {sngValue:R} ({sngValue.GetType().Name})"
// The example displays the following output:
//       0 (Byte) --> 0 (Single)
//       255 (Byte) --> 255 (Single)
//       -79228162514264337593543950335 (Decimal) --> -7.92281625E+28 (Single)
//       79228162514264337593543950335 (Decimal) --> 7.92281625E+28 (Single)
//       -1.79769313486232E+308 (Double) --> -Infinity (Single)
//       1.79769313486232E+308 (Double) --> Infinity (Single)
//       -32768 (Int16) --> -32768 (Single)
//       32767 (Int16) --> 32767 (Single)
//       -2147483648 (Int32) --> -2.14748365E+09 (Single)
//       2147483647 (Int32) --> 2.14748365E+09 (Single)
//       -9223372036854775808 (Int64) --> -9.223372E+18 (Single)
//       9223372036854775807 (Int64) --> 9.223372E+18 (Single)
//       -128 (SByte) --> -128 (Single)
//       127 (SByte) --> 127 (Single)
//       0 (UInt16) --> 0 (Single)
//       65535 (UInt16) --> 65535 (Single)
//       0 (UInt32) --> 0 (Single)
//       4294967295 (UInt32) --> 4.2949673E+09 (Single)
//       0 (UInt64) --> 0 (Single)
//       18446744073709551615 (UInt64) --> 1.84467441E+19 (Single)

Module Example5
    Public Sub Main()
        Dim values() As Object = {Byte.MinValue, Byte.MaxValue, Decimal.MinValue,
                                 Decimal.MaxValue, Double.MinValue, Double.MaxValue,
                                 Int16.MinValue, Int16.MaxValue, Int32.MinValue,
                                 Int32.MaxValue, Int64.MinValue, Int64.MaxValue,
                                 SByte.MinValue, SByte.MaxValue, UInt16.MinValue,
                                 UInt16.MaxValue, UInt32.MinValue, UInt32.MaxValue,
                                 UInt64.MinValue, UInt64.MaxValue}
        Dim sngValue As Single
        For Each value In values
            If value.GetType() = GetType(Double) Then
                sngValue = CSng(value)
            Else
                sngValue = value
            End If
            Console.WriteLine("{0} ({1}) --> {2:R} ({3})",
                           value, value.GetType().Name,
                           sngValue, sngValue.GetType().Name)
        Next
    End Sub
End Module
' The example displays the following output:
'       0 (Byte) --> 0 (Single)
'       255 (Byte) --> 255 (Single)
'       -79228162514264337593543950335 (Decimal) --> -7.92281625E+28 (Single)
'       79228162514264337593543950335 (Decimal) --> 7.92281625E+28 (Single)
'       -1.79769313486232E+308 (Double) --> -Infinity (Single)
'       1.79769313486232E+308 (Double) --> Infinity (Single)
'       -32768 (Int16) --> -32768 (Single)
'       32767 (Int16) --> 32767 (Single)
'       -2147483648 (Int32) --> -2.14748365E+09 (Single)
'       2147483647 (Int32) --> 2.14748365E+09 (Single)
'       -9223372036854775808 (Int64) --> -9.223372E+18 (Single)
'       9223372036854775807 (Int64) --> 9.223372E+18 (Single)
'       -128 (SByte) --> -128 (Single)
'       127 (SByte) --> 127 (Single)
'       0 (UInt16) --> 0 (Single)
'       65535 (UInt16) --> 65535 (Single)
'       0 (UInt32) --> 0 (Single)
'       4294967295 (UInt32) --> 4.2949673E+09 (Single)
'       0 (UInt64) --> 0 (Single)
'       18446744073709551615 (UInt64) --> 1.84467441E+19 (Single)

Кроме того, Double значения Double.NaN, Double.PositiveInfinityи Double.NegativeInfinity преобразуются в Single.NaN, Single.PositiveInfinityи Single.NegativeInfinityсоответственно.

Обратите внимание, что преобразование значения некоторых числовых типов в Single значение может привести к потере точности. Как показано в примере, при преобразовании Decimal, Double, Int32и UInt64Int64UInt32значений в Single значения возможна потеря точности.

Преобразование Single значения в значение Double является расширением преобразования. Преобразование может привести к потере точности, если Double тип не имеет точного представления значения Single .

Single Преобразование значения в значение любого примитивного числового типа данных, отличного Double от преобразования, сужающегося и требует оператора приведения (в C#) или метода преобразования (в Visual Basic). Значения, которые находятся за пределами диапазона целевого типа данных, определяемого целевым типом MinValue и MaxValue свойствами, ведут себя, как показано в следующей таблице.

Целевой тип Результат
Любой целочисленный тип ИсключениеOverflowException, если преобразование происходит в проверка контексте.

Если преобразование происходит в контексте un проверка ed (по умолчанию в C#), операция преобразования завершается успешно, но значение переполнения.
Decimal OverflowException Исключение

Кроме того, Single.NaNSingle.PositiveInfinityи Single.NegativeInfinity вызывает OverflowException преобразование в целые числа в проверка контексте, но эти значения переполнены при преобразовании в целые числа в не проверка контексте. Для преобразований Decimalв , они всегда вызывают OverflowException. Для преобразований Doubleв , они преобразуются в Double.NaN, Double.PositiveInfinityи Double.NegativeInfinityсоответственно.

Обратите внимание, что потеря точности может привести к преобразованию Single значения в другой числовой тип. В случае преобразования не целочисленных Single значений, как показано в примере, дробный компонент теряется, когда Single значение округляется (как в Visual Basic) или усечено (как в C# и F#). Для преобразования Decimal в значения Single значение может не иметь точного представления в целевом типе данных.

В следующем примере число значений Single преобразуется в несколько других числовых типов. Преобразования происходят в проверка контексте в Visual Basic (по умолчанию), в C# (из-за проверка ключевое слово) и в F# (из-за инструкцииopen Checked). Выходные данные из примера показывают результат преобразования в проверка не проверка контексте. Вы можете выполнять преобразования в не проверка контексте в Visual Basic, скомпилируя с /removeintchecks+ помощью переключателя компилятора, в C# закомментируя checked инструкцию и в F#, закомментируя инструкциюopen Checked.

using System;

public class Example5
{
    public static void Main()
    {
        float[] values = { Single.MinValue, -67890.1234f, -12345.6789f,
                         12345.6789f, 67890.1234f, Single.MaxValue,
                         Single.NaN, Single.PositiveInfinity,
                         Single.NegativeInfinity };
        checked
        {
            foreach (var value in values)
            {
                try
                {
                    Int64 lValue = (long)value;
                    Console.WriteLine("{0} ({1}) --> {2} (0x{2:X16}) ({3})",
                                      value, value.GetType().Name,
                                      lValue, lValue.GetType().Name);
                }
                catch (OverflowException)
                {
                    Console.WriteLine("Unable to convert {0} to Int64.", value);
                }
                try
                {
                    UInt64 ulValue = (ulong)value;
                    Console.WriteLine("{0} ({1}) --> {2} (0x{2:X16}) ({3})",
                                      value, value.GetType().Name,
                                      ulValue, ulValue.GetType().Name);
                }
                catch (OverflowException)
                {
                    Console.WriteLine("Unable to convert {0} to UInt64.", value);
                }
                try
                {
                    Decimal dValue = (decimal)value;
                    Console.WriteLine("{0} ({1}) --> {2} ({3})",
                                      value, value.GetType().Name,
                                      dValue, dValue.GetType().Name);
                }
                catch (OverflowException)
                {
                    Console.WriteLine("Unable to convert {0} to Decimal.", value);
                }

                Double dblValue = value;
                Console.WriteLine("{0} ({1}) --> {2} ({3})",
                                  value, value.GetType().Name,
                                  dblValue, dblValue.GetType().Name);
                Console.WriteLine();
            }
        }
    }
}
// The example displays the following output for conversions performed
// in a checked context:
//       Unable to convert -3.402823E+38 to Int64.
//       Unable to convert -3.402823E+38 to UInt64.
//       Unable to convert -3.402823E+38 to Decimal.
//       -3.402823E+38 (Single) --> -3.40282346638529E+38 (Double)
//
//       -67890.13 (Single) --> -67890 (0xFFFFFFFFFFFEF6CE) (Int64)
//       Unable to convert -67890.13 to UInt64.
//       -67890.13 (Single) --> -67890.12 (Decimal)
//       -67890.13 (Single) --> -67890.125 (Double)
//
//       -12345.68 (Single) --> -12345 (0xFFFFFFFFFFFFCFC7) (Int64)
//       Unable to convert -12345.68 to UInt64.
//       -12345.68 (Single) --> -12345.68 (Decimal)
//       -12345.68 (Single) --> -12345.6787109375 (Double)
//
//       12345.68 (Single) --> 12345 (0x0000000000003039) (Int64)
//       12345.68 (Single) --> 12345 (0x0000000000003039) (UInt64)
//       12345.68 (Single) --> 12345.68 (Decimal)
//       12345.68 (Single) --> 12345.6787109375 (Double)
//
//       67890.13 (Single) --> 67890 (0x0000000000010932) (Int64)
//       67890.13 (Single) --> 67890 (0x0000000000010932) (UInt64)
//       67890.13 (Single) --> 67890.12 (Decimal)
//       67890.13 (Single) --> 67890.125 (Double)
//
//       Unable to convert 3.402823E+38 to Int64.
//       Unable to convert 3.402823E+38 to UInt64.
//       Unable to convert 3.402823E+38 to Decimal.
//       3.402823E+38 (Single) --> 3.40282346638529E+38 (Double)
//
//       Unable to convert NaN to Int64.
//       Unable to convert NaN to UInt64.
//       Unable to convert NaN to Decimal.
//       NaN (Single) --> NaN (Double)
//
//       Unable to convert Infinity to Int64.
//       Unable to convert Infinity to UInt64.
//       Unable to convert Infinity to Decimal.
//       Infinity (Single) --> Infinity (Double)
//
//       Unable to convert -Infinity to Int64.
//       Unable to convert -Infinity to UInt64.
//       Unable to convert -Infinity to Decimal.
//       -Infinity (Single) --> -Infinity (Double)
// The example displays the following output for conversions performed
// in an unchecked context:
//       -3.402823E+38 (Single) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
//       -3.402823E+38 (Single) --> 9223372036854775808 (0x8000000000000000) (UInt64)
//       Unable to convert -3.402823E+38 to Decimal.
//       -3.402823E+38 (Single) --> -3.40282346638529E+38 (Double)
//
//       -67890.13 (Single) --> -67890 (0xFFFFFFFFFFFEF6CE) (Int64)
//       -67890.13 (Single) --> 18446744073709483726 (0xFFFFFFFFFFFEF6CE) (UInt64)
//       -67890.13 (Single) --> -67890.12 (Decimal)
//       -67890.13 (Single) --> -67890.125 (Double)
//
//       -12345.68 (Single) --> -12345 (0xFFFFFFFFFFFFCFC7) (Int64)
//       -12345.68 (Single) --> 18446744073709539271 (0xFFFFFFFFFFFFCFC7) (UInt64)
//       -12345.68 (Single) --> -12345.68 (Decimal)
//       -12345.68 (Single) --> -12345.6787109375 (Double)
//
//       12345.68 (Single) --> 12345 (0x0000000000003039) (Int64)
//       12345.68 (Single) --> 12345 (0x0000000000003039) (UInt64)
//       12345.68 (Single) --> 12345.68 (Decimal)
//       12345.68 (Single) --> 12345.6787109375 (Double)
//
//       67890.13 (Single) --> 67890 (0x0000000000010932) (Int64)
//       67890.13 (Single) --> 67890 (0x0000000000010932) (UInt64)
//       67890.13 (Single) --> 67890.12 (Decimal)
//       67890.13 (Single) --> 67890.125 (Double)
//
//       3.402823E+38 (Single) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
//       3.402823E+38 (Single) --> 0 (0x0000000000000000) (UInt64)
//       Unable to convert 3.402823E+38 to Decimal.
//       3.402823E+38 (Single) --> 3.40282346638529E+38 (Double)
//
//       NaN (Single) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
//       NaN (Single) --> 0 (0x0000000000000000) (UInt64)
//       Unable to convert NaN to Decimal.
//       NaN (Single) --> NaN (Double)
//
//       Infinity (Single) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
//       Infinity (Single) --> 0 (0x0000000000000000) (UInt64)
//       Unable to convert Infinity to Decimal.
//       Infinity (Single) --> Infinity (Double)
//
//       -Infinity (Single) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
//       -Infinity (Single) --> 9223372036854775808 (0x8000000000000000) (UInt64)
//       Unable to convert -Infinity to Decimal.
//       -Infinity (Single) --> -Infinity (Double)

open System
open Checked

let values = 
    [ Single.MinValue; -67890.1234f; -12345.6789f
      12345.6789f; 67890.1234f; Single.MaxValue
      Single.NaN; Single.PositiveInfinity
      Single.NegativeInfinity ]

for value in values do
    try
        let lValue = int64 value
        printfn $"{value} ({value.GetType().Name}) --> {lValue} (0x{lValue:X16}) ({lValue.GetType().Name})"
    with :? OverflowException ->
        printfn $"Unable to convert {value} to Int64."
    try
        let ulValue = uint64 value
        printfn $"{value} ({value.GetType().Name}) --> {ulValue} (0x{ulValue:X16}) ({ulValue.GetType().Name})"
    with :? OverflowException ->
        printfn $"Unable to convert {value} to UInt64."
    try
        let dValue = decimal value
        printfn $"{value} ({value.GetType().Name}) --> {dValue} ({dValue.GetType().Name})"
    with :? OverflowException ->
        printfn $"Unable to convert {value} to Decimal."

    let dblValue = double value
    printfn $"{value} ({value.GetType().Name}) --> {dblValue} ({dblValue.GetType().Name})\n"
// The example displays the following output for conversions performed
// in a checked context:
//       Unable to convert -3.402823E+38 to Int64.
//       Unable to convert -3.402823E+38 to UInt64.
//       Unable to convert -3.402823E+38 to Decimal.
//       -3.402823E+38 (Single) --> -3.40282346638529E+38 (Double)
//
//       -67890.13 (Single) --> -67890 (0xFFFFFFFFFFFEF6CE) (Int64)
//       Unable to convert -67890.13 to UInt64.
//       -67890.13 (Single) --> -67890.12 (Decimal)
//       -67890.13 (Single) --> -67890.125 (Double)
//
//       -12345.68 (Single) --> -12345 (0xFFFFFFFFFFFFCFC7) (Int64)
//       Unable to convert -12345.68 to UInt64.
//       -12345.68 (Single) --> -12345.68 (Decimal)
//       -12345.68 (Single) --> -12345.6787109375 (Double)
//
//       12345.68 (Single) --> 12345 (0x0000000000003039) (Int64)
//       12345.68 (Single) --> 12345 (0x0000000000003039) (UInt64)
//       12345.68 (Single) --> 12345.68 (Decimal)
//       12345.68 (Single) --> 12345.6787109375 (Double)
//
//       67890.13 (Single) --> 67890 (0x0000000000010932) (Int64)
//       67890.13 (Single) --> 67890 (0x0000000000010932) (UInt64)
//       67890.13 (Single) --> 67890.12 (Decimal)
//       67890.13 (Single) --> 67890.125 (Double)
//
//       Unable to convert 3.402823E+38 to Int64.
//       Unable to convert 3.402823E+38 to UInt64.
//       Unable to convert 3.402823E+38 to Decimal.
//       3.402823E+38 (Single) --> 3.40282346638529E+38 (Double)
//
//       Unable to convert NaN to Int64.
//       Unable to convert NaN to UInt64.
//       Unable to convert NaN to Decimal.
//       NaN (Single) --> NaN (Double)
//
//       Unable to convert Infinity to Int64.
//       Unable to convert Infinity to UInt64.
//       Unable to convert Infinity to Decimal.
//       Infinity (Single) --> Infinity (Double)
//
//       Unable to convert -Infinity to Int64.
//       Unable to convert -Infinity to UInt64.
//       Unable to convert -Infinity to Decimal.
//       -Infinity (Single) --> -Infinity (Double)
// The example displays the following output for conversions performed
// in an unchecked context:
//       -3.402823E+38 (Single) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
//       -3.402823E+38 (Single) --> 9223372036854775808 (0x8000000000000000) (UInt64)
//       Unable to convert -3.402823E+38 to Decimal.
//       -3.402823E+38 (Single) --> -3.40282346638529E+38 (Double)
//
//       -67890.13 (Single) --> -67890 (0xFFFFFFFFFFFEF6CE) (Int64)
//       -67890.13 (Single) --> 18446744073709483726 (0xFFFFFFFFFFFEF6CE) (UInt64)
//       -67890.13 (Single) --> -67890.12 (Decimal)
//       -67890.13 (Single) --> -67890.125 (Double)
//
//       -12345.68 (Single) --> -12345 (0xFFFFFFFFFFFFCFC7) (Int64)
//       -12345.68 (Single) --> 18446744073709539271 (0xFFFFFFFFFFFFCFC7) (UInt64)
//       -12345.68 (Single) --> -12345.68 (Decimal)
//       -12345.68 (Single) --> -12345.6787109375 (Double)
//
//       12345.68 (Single) --> 12345 (0x0000000000003039) (Int64)
//       12345.68 (Single) --> 12345 (0x0000000000003039) (UInt64)
//       12345.68 (Single) --> 12345.68 (Decimal)
//       12345.68 (Single) --> 12345.6787109375 (Double)
//
//       67890.13 (Single) --> 67890 (0x0000000000010932) (Int64)
//       67890.13 (Single) --> 67890 (0x0000000000010932) (UInt64)
//       67890.13 (Single) --> 67890.12 (Decimal)
//       67890.13 (Single) --> 67890.125 (Double)
//
//       3.402823E+38 (Single) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
//       3.402823E+38 (Single) --> 0 (0x0000000000000000) (UInt64)
//       Unable to convert 3.402823E+38 to Decimal.
//       3.402823E+38 (Single) --> 3.40282346638529E+38 (Double)
//
//       NaN (Single) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
//       NaN (Single) --> 0 (0x0000000000000000) (UInt64)
//       Unable to convert NaN to Decimal.
//       NaN (Single) --> NaN (Double)
//
//       Infinity (Single) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
//       Infinity (Single) --> 0 (0x0000000000000000) (UInt64)
//       Unable to convert Infinity to Decimal.
//       Infinity (Single) --> Infinity (Double)
//
//       -Infinity (Single) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
//       -Infinity (Single) --> 9223372036854775808 (0x8000000000000000) (UInt64)
//       Unable to convert -Infinity to Decimal.
//       -Infinity (Single) --> -Infinity (Double)

Module Example6
    Public Sub Main()
        Dim values() As Single = {Single.MinValue, -67890.1234, -12345.6789,
                                 12345.6789, 67890.1234, Single.MaxValue,
                                 Single.NaN, Single.PositiveInfinity,
                                 Single.NegativeInfinity}
        For Each value In values
            Try
                Dim lValue As Long = CLng(value)
                Console.WriteLine("{0} ({1}) --> {2} (0x{2:X16}) ({3})",
                               value, value.GetType().Name,
                               lValue, lValue.GetType().Name)
            Catch e As OverflowException
                Console.WriteLine("Unable to convert {0} to Int64.", value)
            End Try
            Try
                Dim ulValue As UInt64 = CULng(value)
                Console.WriteLine("{0} ({1}) --> {2} (0x{2:X16}) ({3})",
                               value, value.GetType().Name,
                               ulValue, ulValue.GetType().Name)
            Catch e As OverflowException
                Console.WriteLine("Unable to convert {0} to UInt64.", value)
            End Try
            Try
                Dim dValue As Decimal = CDec(value)
                Console.WriteLine("{0} ({1}) --> {2} ({3})",
                               value, value.GetType().Name,
                               dValue, dValue.GetType().Name)
            Catch e As OverflowException
                Console.WriteLine("Unable to convert {0} to Decimal.", value)
            End Try

            Dim dblValue As Double = value
            Console.WriteLine("{0} ({1}) --> {2} ({3})",
                           value, value.GetType().Name,
                           dblValue, dblValue.GetType().Name)
            Console.WriteLine()
        Next
    End Sub
End Module
' The example displays the following output for conversions performed
' in a checked context:
'       Unable to convert -3.402823E+38 to Int64.
'       Unable to convert -3.402823E+38 to UInt64.
'       Unable to convert -3.402823E+38 to Decimal.
'       -3.402823E+38 (Single) --> -3.40282346638529E+38 (Double)
'
'       -67890.13 (Single) --> -67890 (0xFFFFFFFFFFFEF6CE) (Int64)
'       Unable to convert -67890.13 to UInt64.
'       -67890.13 (Single) --> -67890.12 (Decimal)
'       -67890.13 (Single) --> -67890.125 (Double)
'
'       -12345.68 (Single) --> -12346 (0xFFFFFFFFFFFFCFC6) (Int64)
'       Unable to convert -12345.68 to UInt64.
'       -12345.68 (Single) --> -12345.68 (Decimal)
'       -12345.68 (Single) --> -12345.6787109375 (Double)
'
'       12345.68 (Single) --> 12346 (0x000000000000303A) (Int64)
'       12345.68 (Single) --> 12346 (0x000000000000303A) (UInt64)
'       12345.68 (Single) --> 12345.68 (Decimal)
'       12345.68 (Single) --> 12345.6787109375 (Double)
'
'       67890.13 (Single) --> 67890 (0x0000000000010932) (Int64)
'       67890.13 (Single) --> 67890 (0x0000000000010932) (UInt64)
'       67890.13 (Single) --> 67890.12 (Decimal)
'       67890.13 (Single) --> 67890.125 (Double)
'
'       Unable to convert 3.402823E+38 to Int64.
'       Unable to convert 3.402823E+38 to UInt64.
'       Unable to convert 3.402823E+38 to Decimal.
'       3.402823E+38 (Single) --> 3.40282346638529E+38 (Double)
'
'       Unable to convert NaN to Int64.
'       Unable to convert NaN to UInt64.
'       Unable to convert NaN to Decimal.
'       NaN (Single) --> NaN (Double)
'
'       Unable to convert Infinity to Int64.
'       Unable to convert Infinity to UInt64.
'       Unable to convert Infinity to Decimal.
'       Infinity (Single) --> Infinity (Double)
'
'       Unable to convert -Infinity to Int64.
'       Unable to convert -Infinity to UInt64.
'       Unable to convert -Infinity to Decimal.
'       -Infinity (Single) --> -Infinity (Double)
' The example displays the following output for conversions performed
' in an unchecked context:
'       -3.402823E+38 (Single) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
'       -3.402823E+38 (Single) --> 9223372036854775808 (0x8000000000000000) (UInt64)
'       Unable to convert -3.402823E+38 to Decimal.
'       -3.402823E+38 (Single) --> -3.40282346638529E+38 (Double)
'
'       -67890.13 (Single) --> -67890 (0xFFFFFFFFFFFEF6CE) (Int64)
'       -67890.13 (Single) --> 18446744073709483726 (0xFFFFFFFFFFFEF6CE) (UInt64)
'       -67890.13 (Single) --> -67890.12 (Decimal)
'       -67890.13 (Single) --> -67890.125 (Double)
'
'       -12345.68 (Single) --> -12346 (0xFFFFFFFFFFFFCFC6) (Int64)
'       -12345.68 (Single) --> 18446744073709539270 (0xFFFFFFFFFFFFCFC6) (UInt64)
'       -12345.68 (Single) --> -12345.68 (Decimal)
'       -12345.68 (Single) --> -12345.6787109375 (Double)
'
'       12345.68 (Single) --> 12346 (0x000000000000303A) (Int64)
'       12345.68 (Single) --> 12346 (0x000000000000303A) (UInt64)
'       12345.68 (Single) --> 12345.68 (Decimal)
'       12345.68 (Single) --> 12345.6787109375 (Double)
'
'       67890.13 (Single) --> 67890 (0x0000000000010932) (Int64)
'       67890.13 (Single) --> 67890 (0x0000000000010932) (UInt64)
'       67890.13 (Single) --> 67890.12 (Decimal)
'       67890.13 (Single) --> 67890.125 (Double)
'
'       3.402823E+38 (Single) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
'       3.402823E+38 (Single) --> 0 (0x0000000000000000) (UInt64)
'       Unable to convert 3.402823E+38 to Decimal.
'       3.402823E+38 (Single) --> 3.40282346638529E+38 (Double)
'
'       NaN (Single) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
'       NaN (Single) --> 0 (0x0000000000000000) (UInt64)
'       Unable to convert NaN to Decimal.
'       NaN (Single) --> NaN (Double)
'
'       Infinity (Single) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
'       Infinity (Single) --> 0 (0x0000000000000000) (UInt64)
'       Unable to convert Infinity to Decimal.
'       Infinity (Single) --> Infinity (Double)
'
'       -Infinity (Single) --> -9223372036854775808 (0x8000000000000000) (Int64)
'       -Infinity (Single) --> 9223372036854775808 (0x8000000000000000) (UInt64)
'       Unable to convert -Infinity to Decimal.
'       -Infinity (Single) --> -Infinity (Double)

Дополнительные сведения о преобразовании числовых типов см. в разделе "Преобразование типов" в таблицах преобразования типов .NET и типов.

Функциональные возможности с плавающей запятой

Структура Single и связанные типы предоставляют методы для выполнения следующих категорий операций:

  • Сравнение значений. Можно вызвать Equals метод, чтобы определить, равны ли два Single значения, или CompareTo метод для определения связи между двумя значениями.

    Структура Single также поддерживает полный набор операторов сравнения. Например, можно проверить равенство или неравенство или определить, больше ли одно значение или равно другому значению. Если один из операндов является одним Doubleиз операндов, Single значение преобразуется в значение Double перед выполнением сравнения. Если один из операндов является целочисленным типом, он преобразуется в тип Single перед выполнением сравнения. Хотя эти преобразования расширяются, они могут привести к потере точности.

    Предупреждение

    Из-за различий в точности два Single значения, которые вы ожидаете, будут равными, могут оказаться неравными, что влияет на результат сравнения. Дополнительные сведения о сравнении двух Single значений см. в разделе "Тест на равенство".

    Можно также вызвать IsNaNметоды и IsInfinityIsPositiveInfinityIsNegativeInfinity методы для проверки этих специальных значений.

  • Математические операции. Распространенные арифметические операции, такие как добавление, вычитание, умножение и деление, реализуются компиляторами языка и инструкциями CIL, а не методами Single . Если другой операнд в математической операции является, DoubleSingle он преобразуется в операцию Double перед выполнением операции, а результат операции также является значениемDouble. Если другой операнд является целочисленным типом, он преобразуется в объект Single перед выполнением операции, а результат операции также является значением Single .

    Вы можете выполнять другие математические операции, вызывая static методы (Shared в Visual Basic) в System.Math классе. К ним относятся дополнительные методы, часто используемые для арифметики (напримерMath.Abs, Math.Sign, и ), геометрии (например Math.CosMath.Sin, и Math.Sqrt) и вычислений (напримерMath.Log, ). Во всех случаях Single значение преобразуется в Double.

    Вы также можете управлять отдельными битами в значении Single . Метод BitConverter.GetBytes(Single) возвращает битовый шаблон в массиве байтов. Передав этот массив байтов в BitConverter.ToInt32 метод, можно также сохранить Single битовый шаблон значения в 32-разрядном целочислении.

  • Округление. Округление часто используется в качестве метода для снижения влияния различий между значениями, вызванными проблемами представления и точности с плавающей запятой. Можно округить Single значение, вызвав Math.Round метод. Однако обратите внимание, что Single значение преобразуется в значение Double перед вызовом метода, а преобразование может привести к потере точности.

  • Форматирование. Значение можно преобразовать в строковое Single представление, вызвав ToString метод или используя функцию составного форматирования . Сведения о том, как строки форматирования управляют строковым представлением значений с плавающей запятой, см. в разделах о строках стандартного числового формата и настраиваемых строках форматирования.

  • Синтаксический анализ строк. Строковое представление значения Single с плавающей запятой можно преобразовать в значение, вызвав Parse метод или TryParse метод. Если операция синтаксического анализа завершается ошибкой, Parse метод создает исключение, а TryParse метод возвращается false.

  • Преобразование типов. Структура Single предоставляет явную реализацию интерфейса для IConvertible интерфейса, которая поддерживает преобразование между двумя стандартными типами данных .NET. Компиляторы языка также поддерживают неявное преобразование значений для всех других стандартных числовых типов, за исключением преобразования Double в Single значения. Преобразование значения любого стандартного числового типа, отличного от типа a DoubleSingle , является расширением преобразования и не требует использования оператора приведения или метода преобразования.

    Однако преобразование 32-разрядных и 64-разрядных целых значений может привести к потере точности. В следующей таблице перечислены различия в точности для 32-разрядных, 64-разрядных и Double типов:

    Тип Максимальная точность (в десятичных цифрах) Внутренняя точность (в десятичных цифрах)
    Double 15 17
    Int32 и UInt32. 10 10
    Int64 и UInt64. 19 19
    Single 7 9

    Проблема точности чаще всего влияет на Single значения, которые преобразуются в Double значения. В следующем примере два значения, созданные идентичными операциями деления, неравны, поскольку одно из значений — это значение с плавающей запятой с одной точностью, преобразованное в единицу Double.

    using System;

public class Example8
{
    public static void Main()
    {
        Double value1 = 1 / 3.0;
        Single sValue2 = 1 / 3.0f;
        Double value2 = (Double)sValue2;
        Console.WriteLine("{0:R} = {1:R}: {2}", value1, value2,
                                            value1.Equals(value2));
    }
}
// The example displays the following output:
//        0.33333333333333331 = 0.3333333432674408: False

    let value1 = 1. / 3.
let sValue2 = 1f / 3f
let value2 = double sValue2
printfn $"{value1:R} = {value2:R}: {value1.Equals value2}"
// The example displays the following output:
//        0.33333333333333331 = 0.3333333432674408: False

    Module Example9
    Public Sub Main()
        Dim value1 As Double = 1 / 3
        Dim sValue2 As Single = 1 / 3
        Dim value2 As Double = CDbl(sValue2)
        Console.WriteLine("{0} = {1}: {2}", value1, value2, value1.Equals(value2))
    End Sub
End Module
' The example displays the following output:
'       0.33333333333333331 = 0.3333333432674408: False