¿Cuándo usas flotador y cuándo usas doble

Con frecuencia, en mi experiencia en programación, necesito tomar una decisión si debo usar flotante o doble para mis números reales. A veces voy a flotar, a veces voy por el doble, pero realmente esto se siente más subjetivo. Si me confrontaran para defender mi decisión, probablemente no daría buenas razones.

¿Cuándo usas flotador y cuándo usas doble? ¿Siempre usas el doble, solo cuando existen limitaciones de memoria vas a flotar? ¿O usa siempre flotante a menos que el requisito de precisión requiera que use doble? ¿Existen algunas diferencias sustanciales con respecto a la complejidad computacional de la aritmética básica entre flotante y doble? ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de usar flotador o doble? ¿Y has usado incluso el doble largo?

La opción predeterminada para un tipo de punto flotante debería ser double. Este es también el tipo que se obtiene con los literales de punto flotante sin un sufijo o (en C) funciones estándar que operan sobre números de punto flotante (por ejemplo exp, sin, etc.).

float solo debe usarse si necesita operar con muchos números de punto flotante (piense en el orden de miles o más) y el análisis del algoritmo ha demostrado que el rango y la precisión reducidos no representan un problema.

long doublepuede usarse si necesita más alcance o precisión que double, y si lo proporciona en su plataforma de destino.

En resumen, floaty long doubledebe reservarse para el uso de los especialistas, con el uso doublede "todos los días".

Raramente hay causa para usar flotante en lugar de doble en el código dirigido a computadoras modernas. La precisión adicional reduce (pero no elimina) la posibilidad de errores de redondeo u otras imprecisiones que causen problemas.

Las principales razones por las que puedo pensar en usar float son:

1. Está almacenando grandes conjuntos de números y necesita reducir el consumo de memoria de su programa.
2. Está apuntando a un sistema que no admite de forma nativa el punto flotante de doble precisión. Hasta hace poco, muchas tarjetas gráficas solo admitían puntos flotantes de precisión simple. Estoy seguro de que hay muchos procesadores integrados y de baja potencia que también tienen soporte de coma flotante limitado.
3. Está apuntando a hardware donde la precisión simple es más rápida que la precisión doble, y su aplicación hace un uso intensivo de la aritmética de coma flotante. En las CPU modernas de Intel, creo que todos los cálculos de coma flotante se realizan con doble precisión, por lo que no gana nada aquí.
4. Está realizando una optimización de bajo nivel, por ejemplo, utilizando instrucciones especiales de la CPU que operan en varios números a la vez.

Entonces, básicamente, el doble es el camino a seguir a menos que tenga limitaciones de hardware o que el análisis haya demostrado que almacenar números de doble precisión está contribuyendo significativamente al uso de la memoria.

Úselo doublepara todos sus cálculos y variables temporales. Úselo floatcuando necesite mantener una matriz de números float[](si la precisión es suficiente), y se trata de más de decenas de miles de floatnúmeros.

Muchas / la mayoría de las funciones u operadores matemáticos convierten / devuelven double, y no desea volver a convertir los números floatpara ningún paso intermedio.

Por ejemplo, si tiene una entrada de 100,000 números de un archivo o una secuencia y necesita ordenarlos, coloque los números en a float[].

Algunas plataformas (ARM Cortex-M2, Cortex-M4, etc.) no admiten el doble (siempre se puede verificar en el manual de referencia de su procesador. Si no hay advertencias o errores de compilación, no significa que el código sea óptimo. doble puede ser emulado). Es por eso que es posible que deba apegarse a int o float .

Si ese no es el caso, usaría el doble .

Puede consultar el famoso artículo de D. Goldberg ("Lo que todo informático debe saber sobre la aritmética de coma flotante"). Debería pensarlo dos veces antes de usar la aritmética de punto flotante. Existe una gran posibilidad de que no sean necesarios en su situación particular.

http://perso.ens-lyon.fr/jean-michel.muller/goldberg.pdf

Para problemas del mundo real, el umbral de muestreo de sus datos es importante al responder esta pregunta. Del mismo modo, el ruido de fondo también es importante. Si cualquiera de los dos supera su selección de tipo de datos, no se obtendrá ningún beneficio al aumentar la precisión.

La mayoría de los muestreadores del mundo real están limitados a DAC de 24 bits. Sugerir que 32 bits de precisión en los cálculos del mundo real debe ser adecuado donde el significado es de 24 bits de precisión.

La doble precisión tiene el costo de 2x de memoria. Por lo tanto, limitar el uso de dobles sobre flotadores podría reducir drásticamente la huella de memoria / ancho de banda de las aplicaciones en ejecución.

La elección de qué variable usar entre flotante y doble depende de la precisión de los datos requeridos. Si se requiere que una respuesta tenga una diferencia insignificante con respecto a la respuesta real, el número de lugares decimales requeridos será mayor, por lo tanto, dictará que el doble esté en uso. Flotador cortará algunas partes de lugares decimales, reduciendo así la precisión.

Por lo general, uso el floattipo cuando no necesito mucha precisión, por ejemplo, por dinero, lo cual está mal, pero es lo que estoy acostumbrado a hacer mal.

Por otro lado, lo uso doublecuando necesito más precisión, por ejemplo, para algoritmos matemáticos complejos.

El estándar C99 dice esto:

Hay tres tipos de coma flotante: flotante, doble y doble largo. El tipo doble proporciona al menos tanta precisión como flotante, y el tipo doble largo proporciona al menos tanta precisión como el doble. El conjunto de valores del tipo float es un subconjunto del conjunto de valores del tipo double; El conjunto de valores del tipo double es un subconjunto del conjunto de valores del tipo long double.

Realmente nunca usé long double, pero no uso tanto C / C ++. Por lo general, uso lenguajes de tipo dinámico como Python, donde no tiene que preocuparse por los tipos.

Para obtener más información sobre Double vs Float , consulte esta pregunta en SO .