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固定字节的数值格式如何取舍范围与精度:三种小数精度的十个数值编码(实例16)


同样用一个有符号字节表示位置,留给小数的位越多,步距越细,但可表示的最大绝对范围也越小。只看小数位数,很容易忽略越界后的误差。

先确定规则与输入

整数编码范围固定为负一百二十八到一百二十七,分别比较一、三、五位小数。先把数值乘二的小数位数次方,再取最近整数,恰好半格时取较大的整数,最后限制到编码范围,读取时除回相同比例。

三种格式都只使用八位有符号整数,半格一律取较大整数。

逐项算出过程

小数位1,原值-23/4,放大为-23/2,最近整数-11,存储码-11,读回-11/2,误差1/4,范围限制False。

小数位1,原值253/32,放大为253/16,最近整数16,存储码16,读回8,误差3/32,范围限制False。

小数位1,原值-429/32,放大为-429/16,最近整数-27,存储码-27,读回-27/2,误差-3/32,范围限制False。

小数位1,原值247/32,放大为247/16,最近整数15,存储码15,读回15/2,误差-7/32,范围限制False。

小数位1,原值7/4,放大为7/2,最近整数4,存储码4,读回2,误差1/4,范围限制False。

小数位1,原值-89/32,放大为-89/16,最近整数-6,存储码-6,读回-3,误差-7/32,范围限制False。

小数位1,原值-1/64,放大为-1/32,最近整数0,存储码0,读回0,误差1/64,范围限制False。

小数位1,原值1/64,放大为1/32,最近整数0,存储码0,读回0,误差-1/64,范围限制False。

小数位1,原值127/32,放大为127/16,最近整数8,存储码8,读回4,误差1/32,范围限制False。

小数位1,原值129/32,放大为129/16,最近整数8,存储码8,读回4,误差-1/32,范围限制False。

小数位3,原值-23/4,放大为-46,最近整数-46,存储码-46,读回-23/4,误差0,范围限制False。

小数位3,原值253/32,放大为253/4,最近整数63,存储码63,读回63/8,误差-1/32,范围限制False。

小数位3,原值-429/32,放大为-429/4,最近整数-107,存储码-107,读回-107/8,误差1/32,范围限制False。

小数位3,原值247/32,放大为247/4,最近整数62,存储码62,读回31/4,误差1/32,范围限制False。

小数位3,原值7/4,放大为14,最近整数14,存储码14,读回7/4,误差0,范围限制False。

小数位3,原值-89/32,放大为-89/4,最近整数-22,存储码-22,读回-11/4,误差1/32,范围限制False。

小数位3,原值-1/64,放大为-1/8,最近整数0,存储码0,读回0,误差1/64,范围限制False。

小数位3,原值1/64,放大为1/8,最近整数0,存储码0,读回0,误差-1/64,范围限制False。

小数位3,原值127/32,放大为127/4,最近整数32,存储码32,读回4,误差1/32,范围限制False。

小数位3,原值129/32,放大为129/4,最近整数32,存储码32,读回4,误差-1/32,范围限制False。

小数位5,原值-23/4,放大为-184,最近整数-184,存储码-128,读回-4,误差7/4,范围限制True。

小数位5,原值253/32,放大为253,最近整数253,存储码127,读回127/32,误差-63/16,范围限制True。

小数位5,原值-429/32,放大为-429,最近整数-429,存储码-128,读回-4,误差301/32,范围限制True。

小数位5,原值247/32,放大为247,最近整数247,存储码127,读回127/32,误差-15/4,范围限制True。

小数位5,原值7/4,放大为56,最近整数56,存储码56,读回7/4,误差0,范围限制False。

小数位5,原值-89/32,放大为-89,最近整数-89,存储码-89,读回-89/32,误差0,范围限制False。

小数位5,原值-1/64,放大为-1/2,最近整数0,存储码0,读回0,误差1/64,范围限制False。

小数位5,原值1/64,放大为1/2,最近整数1,存储码1,读回1/32,误差1/64,范围限制False。

小数位5,原值127/32,放大为127,最近整数127,存储码127,读回127/32,误差0,范围限制False。

小数位5,原值129/32,放大为129,最近整数129,存储码127,读回127/32,误差-1/16,范围限制True。

分别比较步距二分之一、八分之一和三十二分之一。小数位更多时,靠近零的细节更容易保留,但较大的坐标更容易被限制到范围边缘。

复核时看什么

未被范围限制时,读回误差绝对值应不超过半个步距;一旦触及范围限制,就必须单独标记,不能继续套用这一误差界。负数半格的取法也要按已声明的规则执行。

练习时可以先遮住结果,沿用相同输入独立记录中间状态,再逐项比较。发现不同后先定位最早分歧,确认边界包含方式、编号起点、更新顺序以及是否提前取整。最后结果一致也不表示每个中间步骤都正确,因此保留过程记录有助于看清原因。

适用范围

这个模型没有采用某个网络协议的现成格式,也不比较具体处理器性能。真实同步还可能记录相对位置、分区编号或额外精度位。先按实际数值范围设计格式,再决定可接受的量化误差。