atof 的奇怪行为

Question

我有一个 Arduino，它从我的智能手机（通过蓝牙）接收一条包含 unix 时间戳的消息。现在，我正在尝试将我的 DS1307 与该时间戳同步。

但是，它不起作用，因此，我开始搜索并在将包含时间戳的 C 样式数组转换为浮点数时发现了一些奇怪的行为。

// Copy the time into "timeBuff"
int timeLength = siz - _CAT_LENGTH_;
char timeBuff[timeLength+1];
memcpy(timeBuff, &msg[_CAT_LENGTH_], timeLength);
timeBuff[timeLength] = '[=10=]';

// For debugging
Serial.print(F("timeBuff:   "));
Serial.println(timeBuff);

// Convert timeBuff string into a variable of type long
float deviceTime = atof(timeBuff);

// Now, deviceTime != what we printed above
Serial.print(F("Epoch time: "));
Serial.println(deviceTime);

前 5 行将消息的右侧部分复制到字符数组中，并添加终止符零。

之后，我们打印timeBuff的内容，并将其转换为float存储在deviceTime中。最后，我们打印 deviceTime.

这是我第一次测试的结果

timeBuff:   1476113620
Epoch time: 1476113664.00

这是第二次测试

timeBuff:   1476115510
Epoch time: 1476115456.00

为什么atof的结果和我们传给它的字符串不一样？

Answer 1

在大多数平台上 float 以 IEEE-754 单精度格式表示，这是具有 24 位 (23+1) 尾数的 32 位浮点格式。它根本没有足够的精度来表示您的数字。您的数字需要大约 32 位来表示。当存储在 float.

中时，大于 24 位的整数值通常会丢失精度

精度损失将表现为尾部比特丢失，最后剩余的比特四舍五入

1476113620 -> ‭01010111111110111011010011010100‬
1476113664 -> ‭01010111111110111011010100000000‬

Answer 2

这是一个非常简单的程序，它更清楚地说明了同样的问题，去掉了涉及时间戳或 atof() 的任何复杂情况，结果证明它们是无关紧要的：

#include <stdio.h>

int main()
{
    float  f = 1234567890.;
    double d = 1234567890.;
    printf("f = %f\n", f);
    printf("d = %f\n", d);
    return 0;
}

我鼓励您编译这个小程序并运行它。当我这样做时，我看到：

f = 1234567936.000000
d = 1234567890.000000

起初这似乎是不可能的。看起来它一定是编译器或 printf 中的一个错误，或者其他什么。如果我将简单的数字“1234567890”分配给变量 f，它怎么会打印不出来呢？答案是，因为类型 float 没有足够的精度。

每个人都明白有限的精度意味着您可能无法准确表示像 1.234567890 这样的数字，它可能会被破坏成 1.234567936 或其他东西。这里要认识到的关键是，任何浮点类型（float 或 double 或其他任何类型）的有效位数都是有限的，句号.重要的不仅仅是小数点右边的精度数字。对于大数，您甚至无法精确表示小数点左侧的所有数字。（事实上，这一点——你的精度有限，适用于小数点的两边——就是 "floating point" 中的单词 "floating" 实际上表示.)

atof 的奇怪行为

Strange behavior with atof

floating-point

c-strings

atof