C语言 float 与 double 精度区别

1、基本定义

float 通常占用 4 字节（32 位），约为 6-7 位有效数字，采用 IEEE 754 标准单精度浮点格式，1 位符号位，8 位指数位，23 位尾数位。

double 通常占用 8 字节（64 位），约为 15-16 位有效数字，采用 IEEE 754 标准双精度浮点格式，1 位符号位，11 位指数位，52 位尾数位。

2、精度差异

float 适用于存储不需要极高精度的数据，比如图形处理、游戏中的坐标计算等。double 适用于对计算精度要求较高的场景，如科学计算、工程计算、金融计算等。

#include <stdio.h>

int main() {
    float f = 1.123456789;
    double d = 1.123456789;
    
    printf("float: %.9f\n", f);  // 输出：1.123456800
    printf("double: %.9f\n", d); // 输出：1.123456789

    return 0;
}

3、性能差异

float 占用内存较小，运算速度快（尤其在某些硬件上，如 GPU、嵌入式系统）。double 占用内存较大，但对于多数现代 CPU，double 计算并不会比 float 慢太多（尤其是具有硬件浮点运算支持的情况下）。如果性能至关重要且对精度要求不高，使用 float。如果需要较高的计算精度，使用 double。

1）浮点累加误差（精度对比）

#include <stdio.h>

int main() {
    float f_sum = 0.0f;
    double d_sum = 0.0;

    for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
        f_sum += 0.000001f;
        d_sum += 0.000001;
    }

    printf("float  sum: %.10f\n", f_sum);
    printf("double sum: %.10lf\n", d_sum);

    return 0;
}

2）科学计算/金融（double）

在需要高精度的科学模拟或金融运算中，double 更合适。

// 计算复利（double 精度）
#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main() {
    double principal = 10000.0;
    double rate = 0.05;
    int years = 30;

    double amount = principal * pow(1 + rate, years);
    printf("Future Value (double): %.10lf\n", amount);

    return 0;
}

3）嵌入式开发（float）

在资源受限的嵌入式系统（如 STM32 等 ARM Cortex-M 处理器）中，为了减少内存和计算负担，使用 float 更合适。

#include <stdio.h>

int main() {
    // 模拟采集到的 4 个温度值（单位：摄氏度）
    float temperatures[] = {23.1f, 23.3f, 22.8f, 23.0f};
    float sum = 0.0f;

    // 累加所有温度值
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        sum += temperatures[i];
    }

    // 计算平均温度
    float avg = sum / 4;

    // 输出结果（保留 2 位小数）
    printf("Average temperature: %.2f°C\n", avg);

    return 0;
}