2.3 小数
小数是我们经常要处理的一种数据，如人的身高、体重、肩宽等数据都会使用到小数。C语言也支持小数形式的数值。
2.3.1 小数的表示
在日常生活中，我们常常会使用到小数，如苹果的单价是3.3元、身高是1.7m等。在C语言中，小数的表示分为小数形式与指数形式。
1. C语言的小数形式
C语言的小数形式包含整数位、小数点与小数位3个部分，如图2.25所示。其中，小数点部分是必须存在的；整数位和小数位部分要至少存在一个。
图2.25 C语言的小数形式
【示例2-12】输出一个省略整数位的小数。
程序如下：
运行程序，输出以下内容：
【示例2-13】输出一个省略小数位的小数。
程序如下：
运行程序，输出以下内容：
2. C语言的指数形式
指数形式又称科学记数法，是一种记数方式。当遇到的数据位数十分大时，使用科学记数法可以方便读/写。
例如，月球的质量约为73 420 000 000 000 000 000 000kg。这样书写月球的质量不但麻烦，而且容易出错。如果使用科学计数法，则月球的质量可以被书写为7.342×1022kg。这样书写月球的质量不但不容易出错，而且指数22可以直接反映出月球的量级，给人以更直观的感觉，如图2.26所示。
图2.26 数据不同表示法的效果
C语言的指数形式包含数字、E/e与整数3个部分，如1.8E-5。其中，数字部分不做要求；E/e部分代替科学记数法中的底数10；整数部分代替科学记数法中的指数，指数可以是正数也可以是负数，如图2.27所示。
图2.27 C语言的指数形式
助记：C语言的指数形式中的字母e/E来源于英文单词exponent（意思为指数）。
【示例2-14】将指数形式的小数以小数形式输出。
程序如下：
运行程序，输出以下内容：
助记：%f中的字母f来源于英文词组floating point（意思为浮点数）。
如果想要输出指数形式的小数，可以使用printf提供的%e或%E。其中，使用%e可以使输出的E/e部分为小写e；使用%E可以使输出的E/e部分为大写E。
助记：%e或%E中的字母e/E来源于英文单词exponent（意思为指数）。
【示例2-15】输出指数形式为小写e的小数。
程序如下：
运行程序，输出以下内容：
【示例2-16】输出指数形式为大写E的小数。
程序如下：
运行程序，输出以下内容：
3. 不精确性
在保存数据时，计算机都是将其以二进制进行处理的。人们在输入数据时，一般输入的是十进制数。所以，当计算机进行运算时，要先将十进制数转换为二进制数再对其进行处理。大部分小数在进行二进制转换时，都无法实现精确的转换，只能取近似值，导致计算机存储的小数是不精确的。
【示例2-17】输出一个小数。
程序如下：
运行程序，输出以下内容：
在日常生活中，小数的不精确性问题并不影响实际计算。毕竟，日常计算的小数位数比较少。例如，1.86元的收款一般都会为1.9元，0.06被四舍五入了。但是当涉及精准运算时，就要规避小数的不精确性问题。
2.3.2 小数类型
在C语言中，按小数的存储方式，将小数分为单精度类型与双精度类型。
1. 双精度类型
当存储的小数数值大，而且要求精度比较高时，可以使用双精度类型存储小数。例如，对于精密定位的数据，就可使用双精度类型存储小数。双精度类型是浮点数的默认存储类型，使用double表示。一个双精度类型小数占8个字节，如图2.28所示。
图2.28 一个双精度类型小数占8个字节
助记：double的意思为两倍的。
【示例2-18】验证双精度类型小数占用的字节长度。
程序如下：
运行程序，输出以下内容：
【示例2-19】验证默认保存的小数占用的字节长度。
程序如下：
运行程序，输出以下内容：
从程序运行结果可以看出，小数在计算机中会被默认保存为8个字节，属于双精度类型。
双精度类型小数的取值范围为（-1.7×10-308）～（1.7×10308），可以精确保存到小数点后15～16位，如图2.29所示。
图2.29 双精度类型范围
【示例2-20】输出一个23位的小数。
程序如下：
运行程序，输出以下内容：
从程序运行结果可以看出，输出的双精度类型小数只能精确到了小数点后的第16位。
注意：%.20f是指输出小数点后20位。
2. 单精度类型
双精度类型小数占用的存储空间较大。如果存储的小数数值比较小，就可以使用单精度类型存储小数。例如，普通小家电的售价基本在1万元以内，整数位和小数位加起来最多6位，这时就可以使用单精度类型进行存储。单精度类型使用float表示。一个单精度类型小数占4个字节，如图2.30所示。
图2.30 一个单精度类型小数占4个字节
注意：在单精度小数后要加后缀字母f或F。
助记：float的意思为浮动。
【示例2-21】验证一个单精度类型小数占几个字节。
程序如下：
运行程序，输出以下内容：
单精度类型小数的取值范围为（-3.4×10-38）～（3.4×1038），且精确保存到小数点后6～7位，如图2.31所示。
图2.31 单精度类型小数的取值范围
【示例2-22】输出一个9位的单精度类型小数。
程序如下：
运行程序，输出以下内容：
在小数后加字母f，表示该小数为单精度类型。从程序运行结果可以看出，该小数只是精确输出小数点后的第7位。
注意：%.10f是指输出小数点后10位。
总结前面讲解的所有小数类型，如表2.5所示。
表2.5 小数类型
