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@ -1,31 +1,30 @@
## 3.2. 浮點數 ## 3.2. 浮點數
Go語言提供了兩種精度的浮點數, float32 和 float64. 它們的算術規范由 IEEE754 国際標準定義, 該浮點數規范被所有現代的CPU支持. Go語言提供了兩種精度的浮點數float32和float64。它們的算術規范由IEEE754浮點數国際標準定義該浮點數規范被所有現代的CPU支持。
這些數值類型的范圍可以從很微小到很鉅大. 浮點數的范圍極限值可以在 matn 包找到. 常量 math.MaxFloat32 表示 float32 能表示的最大數值, 大約是 3.4e38, 對應的 math.MaxFloat64 常量大約是 1.8e308. 它們能表示的最小值近似分别是1.4e-45 和 4.9e-324. 這些浮點數類型的取值范圍可以從很微小到很鉅大。浮點數的范圍極限值可以在math包找到。常量math.MaxFloat32表示float32能表示的最大數值大約是 3.4e38對應的math.MaxFloat64常量大約是1.8e308。它們分别能表示的最小值近似爲1.4e-45和4.9e-324。
一個 float32 類型的浮點數可以提供大約6個十進製數的精度, 而 float64 則可以提供約 15個十進製數精度; 通常應該優先使用 float64 類型, 因爲 float32 類型的纍計計算誤差很容易擴散, 併且 float32 能精度表示的正整數併不是很大: 一個float32類型的浮點數可以提供大約6個十進製數的精度而float64則可以提供約15個十進製數的精度通常應該優先使用float64類型因爲float32類型的纍計計算誤差很容易擴散併且float32能精確表示的正整數併不是很大譯註因爲float32的有效bit位隻有23個其它的bit位用於指數和符號當整數大於23bit能表達的范圍時float32的表示將出現誤差
```Go ```Go
var f float32 = 16777216 // 1 << 24 var f float32 = 16777216 // 1 << 24
fmt.Println(f == f+1) // "true"! fmt.Println(f == f+1) // "true"!
``` ```
浮點數的字面值可以直接寫小數部分, 想這樣: 浮點數的字面值可以直接寫小數部分,像這樣:
```Go ```Go
const e = 2.71828 // (approximately) const e = 2.71828 // (approximately)
``` ```
小數點前面或後面的數字都可能被省略(例如 .707 或 1.). 很小或很大的數最好用科學計數法書寫, 通過e或E來指定指數部分: 小數點前面或後面的數字都可能被省略(例如.707或1.。很小或很大的數最好用科學計數法書寫通過e或E來指定指數部分
```Go ```Go
const Avogadro = 6.02214129e23 const Avogadro = 6.02214129e23 // 阿伏伽德羅常數
const Planck = 6.62606957e-34 const Planck = 6.62606957e-34 // 普朗剋常數
``` ```
用Printf函數的%g參數打印浮點數將采用更緊湊的表示形式打印併提供足夠的精度但是對應表格的數據使用%e帶指數或%f的形式打印可能更合適。所有的這三個打印形式都可以指定打印的寬度和控製打印精度。
用 Printf 函數的 %g 參數打印浮點數, 將采用緊湊的表示形式打印, 併提供足夠的精度, 但是對應表格的數據, 使用 %e (帶指數) 或 %f 的形式打印可能更合適. 所有的這三個打印形式都可以指定打印的寬度和控製打印精度.
```Go ```Go
for x := 0; x < 8; x++ { for x := 0; x < 8; x++ {
@ -33,7 +32,7 @@ for x := 0; x < 8; x++ {
} }
``` ```
上面代碼打印e的冪, 打印精度是小數點後三個小數精度和8個字符寬度: 上面代碼打印e的冪打印精度是小數點後三個小數精度和8個字符寬度
``` ```
x = 0 e^x = 1.000 x = 0 e^x = 1.000
@ -46,21 +45,21 @@ x = 6 e^x = 403.429
x = 7 e^x = 1096.633 x = 7 e^x = 1096.633
``` ```
math 包中除了提供大量常用的數學函數外, 還提供了IEEE754標準中特殊數值的創建和測試: 正無窮大和負無窮大, 分别用於表示太大溢出的數字和除零的結果; 還有 NaN 非數, 一般用於表示無效的除法操作結果 0/0 或 Sqrt(-1). math包中除了提供大量常用的數學函數外還提供了IEEE754浮點數標準中定義的特殊值的創建和測試正無窮大和負無窮大分别用於表示太大溢出的數字和除零的結果還有NaN非數一般用於表示無效的除法操作結果0/0或Sqrt(-1).
```Go ```Go
var z float64 var z float64
fmt.Println(z, -z, 1/z, -1/z, z/z) // "0 -0 +Inf -Inf NaN" fmt.Println(z, -z, 1/z, -1/z, z/z) // "0 -0 +Inf -Inf NaN"
``` ```
函數 math.IsNaN 用於測試一個數是否是非數 NaN, math.NaN 則返迴非數對應的值. 雖然可以用 math.NaN 來表示一個非法的結果, 但是測試一個結果是否是非數 NaN 則是充滿風險, 因爲 NaN 和任何數都是不相等的: 函數math.IsNaN用於測試一個數是否是非數NaNmath.NaN則返迴非數對應的值。雖然可以用math.NaN來表示一個非法的結果但是測試一個結果是否是非數NaN則是充滿風險的因爲NaN和任何數都是不相等的譯註在浮點數中NaN、正無窮大和負無窮大都不是唯一的每個都有非常多種的bit模式表示
```Go ```Go
nan := math.NaN() nan := math.NaN()
fmt.Println(nan == nan, nan < nan, nan > nan) // "false false false" fmt.Println(nan == nan, nan < nan, nan > nan) // "false false false"
``` ```
如果一個函數返迴的浮點數結果可能失敗, 最好的做法是用單獨的標誌報告失敗, 像這樣: 如果一個函數返迴的浮點數結果可能失敗,最好的做法是用單獨的標誌報告失敗,像這樣:
```Go ```Go
func compute() (value float64, ok bool) { func compute() (value float64, ok bool) {
@ -72,7 +71,7 @@ func compute() (value float64, ok bool) {
} }
``` ```
接下來的程序演示了浮點計算圖形. 它是帶有兩個參數的 z = f(x, y) 函數的三維形式, 使用了可縮放矢量圖形(SVG)格式輸出, 一個用於矢量線繪製的XML標準. 圖3.1顯示了 sin(r)/r 函數的輸出圖形, 其中 r 是 sqrt(x*x+y*y). 接下來的程序演示了通過浮點計算生成的圖形。它是帶有兩個參數的z = f(x, y)函數的三維形式使用了可縮放矢量圖形SVG格式輸出SVG是一個用於矢量線繪製的XML標準。圖3.1顯示了sin(r)/r函數的輸出圖形其中r是sqrt(x*x+y*y)。
![](../images/ch3-01.png) ![](../images/ch3-01.png)
@ -135,32 +134,32 @@ func f(x, y float64) float64 {
} }
``` ```
要註意的是 corner 返迴了兩個結果, 對應 corner 的坐標參數. 要註意的是corner函數返迴了兩個結果分别對應每個網格頂點的坐標參數。
要解釋程序是如何工作的需要了解基本的幾何知識, 但是我們可以跳過幾何原理, 因爲程序的重點是演示浮點運算. 程序的本質是三個不同的坐標繫中映射關繫, 如圖3.2所示. 第一個是 100x100 的二維網格, 對應整數整數坐標(i,j), 從遠處的 (0, 0) 位置開始. 我們從遠處像前面繪製, 因此遠處先繪製的多邊形有可能被前面後繪製的多邊形覆蓋. 要解釋這個程序是如何工作的需要一些基本的幾何學知識但是我們可以跳過幾何學原理因爲程序的重點是演示浮點數運算。程序的本質是三個不同的坐標繫中映射關繫如圖3.2所示。第一個是100x100的二維網格對應整數整數坐標(i,j),從遠處的(0, 0)位置開始。我們從遠處向前面繪製,因此遠處先繪製的多邊形有可能被前面後繪製的多邊形覆蓋。
第二個坐標繫是一個三維的網格浮點坐標(x,y,z), 其中x和y是i和j的線性函數, 通過平移轉換位center的中心, 然後用xyrange繫數縮放. 高度z是函數f(x,y)的值. 第二個坐標繫是一個三維的網格浮點坐標(x,y,z)其中x和y是i和j的線性函數通過平移轉換位網格單元的中心然後用xyrange繫數縮放。高度z是函數f(x,y)的值。
第三個坐標繫是一個二維的畵布, 起點(0,0)在左上角. 畵布中點的坐標用(sx, sy)表示. 我們使用等角投影將三維點 第三個坐標繫是一個二維的畵布,起點(0,0)在左上角。畵布中點的坐標用(sx, sy)表示。我們使用等角投影將三維點
![](../images/ch3-02.png) ![](../images/ch3-02.png)
(x,y,z) 投影到二維的畵布中. 畵布中從遠處到右邊的點對應較大的x值和較大的y值. 併且畵布中x和y值越大, 則對應的z值越小. x和y的垂直和水平縮放繫數來自30度角的正絃和餘絃值. z的縮放繫數0.4, 是一個任意選擇的參數. (x,y,z)投影到二維的畵布中。畵布中從遠處到右邊的點對應較大的x值和較大的y值。併且畵布中x和y值越大則對應的z值越小。x和y的垂直和水平縮放繫數來自30度角的正絃和餘絃值。z的縮放繫數0.4,是一個任意選擇的參數。
對於二維網格中的每一個單位, main函數計算單元的四個頂點在畵布中對應多邊形ABCD的頂點, 其中B對應(i,j)頂點位置, A, C, 和 D是相鄰的頂點, 然後輸出SVG的繪製指令. 對於二維網格中的每一個網格單元main函數計算單元的四個頂點在畵布中對應多邊形ABCD的頂點其中B對應(i,j)頂點位置A、C和D是其它相鄰的頂點然後輸出SVG的繪製指令。
**練習3.1:** 如果 f 函數返迴的是無限製的 float64 值, 那麽SVG文件可能輸出無效的<polygon>多邊形元素(雖然許多SVG渲染器會妥善處理這類問題). 脩改程序跳過無效的多邊形. **練習 3.1** 如果f函數返迴的是無限製的float64值那麽SVG文件可能輸出無效的<polygon>多邊形元素雖然許多SVG渲染器會妥善處理這類問題。脩改程序跳過無效的多邊形。
**練習3.2:** 試驗math包中其他函數的渲染圖形. 你是否能輸出一個egg box, moguls, 或 a saddle 圖案? **練習 3.2** 試驗math包中其他函數的渲染圖形。你是否能輸出一個egg box、moguls或a saddle圖案?
**練習3.3:**根據高度給每個多邊形上色, 那樣峯值部將是紅色(#ff0000), 谷部將是藍色(#0000ff). **練習 3.3** 根據高度給每個多邊形上色,那樣峯值部將是紅色(#ff0000),谷部將是藍色(#0000ff)。
**3.4:** 參考1.7節Lissajous例子的函數, 構造一個web服務器, 用於計算函數麴面然後返迴SVG數據給客戶端. 服務器必鬚設置 Content-Type 頭部: **練習 3.4** 參考1.7節Lissajous例子的函數構造一個web服務器用於計算函數麴面然後返迴SVG數據給客戶端。服務器必鬚設置Content-Type頭部
```Go ```Go
w.Header().Set("Content-Type", "image/svg+xml") w.Header().Set("Content-Type", "image/svg+xml")
``` ```
(這一步在Lissajous例子中不是必鬚的, 因爲服務器使用標準的PNG圖像格式, 可以根據前面的512個字節自動輸出對應的頭部.) 允許客戶端通過HTTP請求參數設置高度, 寬度, 和顔色等參數. 這一步在Lissajous例子中不是必鬚的因爲服務器使用標準的PNG圖像格式可以根據前面的512個字節自動輸出對應的頭部。允許客戶端通過HTTP請求參數設置高度、寬度和顔色等參數。

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@ -68,7 +68,7 @@ func main() {
log.Fatal("filepath.Walk: ", err) log.Fatal("filepath.Walk: ", err)
return err return err
} }
if info.IsDir() || path == "node_modules" { if info.IsDir() {
return nil return nil
} }
relpath, err := filepath.Rel(dir, path) relpath, err := filepath.Rel(dir, path)