为什么我们在Ruby中有0.0和-0.0？

Question

在ruby中，为什么我可以给负0.0浮点数分配一个负号，此功能有任何用处吗？有人可以向我解释这个吗？

-0.0
#=> -0.0

-0.0 * -1
#=> 0.0

Answer 1

您可以在Ruby中为0.0浮点数分配一个负号，因为所有IEEE 754浮点数都有一个符号位来指示该数字是正数还是负数。

下面是二进制表示2.5和-2.5：

[2.5].pack('f').unpack1('b*')
#=> "00000000000000000000010000000010"

[-2.5].pack('f').unpack1('b*')
#=> "00000000000000000000010000000011"

最后一位是符号位。注意，所有其他位都相同。

另一方面，零为零0：

['00000000000000000000000000000000'].pack('b*').unpack1('f')
#=> 0.0

和零，符号位为1：

['00000000000000000000000000000001'].pack('b*').unpack1('f')
#=> -0.0

尽管0.0和-0.0在数值上相等，但是它们在对象级别上并不相同：

(0.0).eql?(-0.0)   #=> true
(0.0).equal?(-0.0) #=> false

负零有一些特殊的性质。例如：

1 / 0.0    #=> Infinity
1 / -0.0   #=> -Infinity

-显式分配不是获得的唯一方法-0.0。您可能还会得到-0.0基本算术运算的结果：

-1.0 * 0 #=> -0.0

Answer 2

数学运算具有实数结果，但是我们将那些实数结果映射到最接近的浮点数，这称为“舍入”。对于每一个浮点数，有一个范围，将舍入到浮球实数，有时想到浮动的，与该范围内的实数被认定是非常有用的。

由于浮点数是有限的，因此必须有最小的正浮点数，而相反的是最小（幅值）负浮点数。但是，甚至小于那些的实数结果会怎样？好吧，它们必须“四舍五入”。但是“一个很小的数字大于零”和“一个很小的数字小于零”是完全不同的事物，它们的数学行为也有很大不同，所以为什么要舍入，而又要舍弃它们之间的区别呢？我们没有必要。

因此，浮点数0不仅包含实数0，而且还包含太小而无法表示的正数。浮点数-0太小而无法表示负数。当您在算术中使用它们时，它们遵循诸如“负数乘以正数等于负数；负数乘以负数等于正数”之类的规则。即使在舍入过程中我们几乎忘记了这些数字的所有内容，我们仍然没有忘记它们的符号。

Answer 3

它不是Ruby的功能，而是浮点数规范的一部分。看到这个答案。负零等于正零：

-0.0 == 0.0
# => true