一、BOOL

1、C语言<code>bool详解

bool是C语言中的一个关键字，用于声明布尔类型的变量。布尔类型只有两个可能的值：true和false。在C99标准之前，C语言并没有内置的布尔类型，人们通常使用int类型，并用0表示false，非0（通常是1）表示true。C99标准引入了bool类型，以及头文件<stdbool.h>，它定义了bool、true和false。

2、bool的用法和定义 

        要使用bool类型，首先需要包含头文件<stdbool.h>，然后，你可以像声明其他类型的变量一样声明bool类型的变量：

#include <stdbool.h>

bool isHappy = true;

bool isSad = false;

3、bool的基本作用

   bool类型的主要作用是提供一种更直观、更易于理解的方式来表示逻辑值。在编写条件语句时，使用bool类型的变量可以使代码更加清晰和易于理解。

4、bool与其他类型的转换

        在需要时，bool类型的值可以隐式地转换为int类型，其中false转换为0，true转换为1。但是，将int类型转换为bool类型时，0会被转换为false，任何非0的值都会被转换为true。

5、使用bool的注意事项

不要将bool类型的变量与整数类型混淆，尽管它们之间可以转换。在编写条件语句时，直接使用bool类型的变量作为条件，而不要与true或false进行比较，例如if (isHappy)而不是if (isHappy == true)。在一些旧的C编译器或环境中，可能不支持bool类型。在这种情况下，你可以使用int类型并遵循相同的逻辑约定。

6、拓展：bool类型与其“零值”比较

        在布尔逻辑的语义中，零值被视为“假”（FALSE），而任何非零值都被视为“真”（TRUE）。值得注意的是，TRUE的具体数值并没有统一的标准，它依赖于具体的编程语言或环境。例如，在Visual C++中，TRUE被定义为1，而在Visual Basic中，TRUE则被定义为-1。

        重要的是要理解，bool类型变量的本质是一个布尔表达式，用于表示与“零值”（即FALSE）的比较结果。因此，在if语句中直接使用bool类型的变量作为条件表达式，无需显式地与其“零值”进行比较。正确的if语句用法如下：

bool b;

// 假设b已被赋予某个值

if (b) {

// 如果b为真（非零），则执行此处代码

...

}

// 使用逻辑非操作符"!"来检查b是否为假（零值）

if (!b) {

// 如果b为假（零值），则执行此处代码

...

}

二、FLOAT

1、float的定义和用途

        float关键字用于声明一个单精度浮点变量，它能够存储带有小数的数值，且数值范围相对较广。在C语言中，float类型通常占用4个字节（32位）的内存空间，其中1位用于符号位，8位用于指数位，而剩下的23位则用于尾数位。

2、float的基本使用

        在C语言中，使用float关键字定义变量时，需要在变量名后加上“f”或“F”后缀，以明确表示这是一个float类型的常量。例如：

float a = 3.14f;

//如果不加“f”或“F”后缀，编译器可能会将其视为double类型的常量，进而可能引发类型不匹配的警告或错误。

3、float的精度问题

        float精度问题的根本原因在于计算机内部使用二进制来表示浮点数，而很多十进制小数无法完全用二进制精确表示。此外，float类型在存储时遵循IEEE 754标准，该标准将32位分为符号位（1位）、指数位（8位）和尾数位（23位），这种表示方式也限制了float的精度。

      具体来说，尾数位用于表示浮点数的小数部分，但由于只有23位，因此只能精确表示一定范围内的数字。对于超出这个范围的数字，计算机将进行舍入操作，以找到最接近的可表示数字，从而导致精度损失。

4、精度问题的举例

1、0.1无法精确表示：

        在十进制中，0.1是一个简单的数字，但在二进制中，它无法精确表示。当我们尝试将0.1存储为float类型时，计算机会将其转换为最接近的二进制分数，从而导致精度损失。例如：

float a = 0.1f;

// 输出可能不是0.1，而是类似0.100000024的近似值

2、浮点数相加产生精度损失：

        当我们将两个浮点数相加时，如果它们的小数部分无法精确表示，那么相加的结果也可能出现精度损失。例如：

float b = 0.2f;

float c = a + b; // a为上面例子中定义的0.1f

// c可能不是0.3，而是类似0.300000012的近似值

3、浮点数相加产生精度损失：

        在进行循环或条件判断时，如果涉及到浮点数的比较，可能会因为精度问题而导致逻辑错误。例如，在判断两个浮点数是否相等时，由于精度损失，直接使用==运算符往往不是最佳选择。

5、拓展：float类型与“零值”比较

  float​类型对应的“零值”并不是0.0​，这是由于浮点类型会丢失精度。此外，float​类型不能用==​或者!=​进行比较，只能使用<=​和>=​构建一个排除其“零值”的区间进行比较。

        如仅分析理论，在c语言的float.h​或c++的cfloat​文件中，提供了一个FLT_EPSILON​常量。该常量为1.192092896e-07F​，表示1与大于的第一个（或最小）单精度浮点数之差，即理论最小正单精度浮点数。根据该常量，我们可以写出以下语句：

#include<float.h>

// c++ 为 #include<cfloat>

...

float a = 某浮点数;

...

// 为"零值"

if((a >= -FLT_EPSILON) && (a <= FLT_EPSILON)){

...

}

// ---- and ----

// 不为“零值”

if((a <= -FLT_EPSILON) || (a >= FLT_EPSILON)){

...

}

        此外，double类型也有同样的极限常量，为DBL_EPSILON​，同样可从float.h​或cfloat​文件引入，在此不做赘述。

       实际过程中，需要具体情况具体分析，还要考虑读数的测量误差等问题，而非简单用数学极限去排除“零值”。比如一个表示测量水桶水位的浮点读数，假设当水桶水空的时候，再往里面加水，此时我们如果用FLT_EPSILON​去比较就不太合理了。

6、拓展：指针变量与其“零值”比较

指针变量的零值是“空”（记为NULL​），在C语言和C++中，NULL​的定义并不相同。

//在C语言中，习惯将NULL定义为void*指针值0：

#define NULL (void*)0

//在C++中，NULL却被明确定义为整常数0：

// wchar.h中定义NULL的源码

#ifndef NULL

#ifdef __cplusplus

#ifndef _WIN64

#define NULL 0

#else

#define NULL 0LL

#endif /* W64 */

#else

#define NULL ((void *)0)

#endif

#endif

        在C++11以下的版本中，指针变量与其“零值”的比较，实质上就是指针变量与NULL​的比较，而在C++11以上的版本中，由于nullptr的引入，统一了C语言和C++的差异，如下：

//----------------C++ 11 以下--------------------

char* c;

if(c == NULL){

...

}

// ---- and ----

if(c != NULL){

...

}

//----------------C++ 11 以上--------------------

char* c;

if(c == nullptr){

...

}

// ---- and ----

if(c != nullptr){

...

}