浮動小数点数 float / double

平均点、身長、円周率。世の中の数値の多くは整数では表せません。小数を扱う型がdoubleです。

まずは double を使う

#include <stdio.h>

int main(void) {
    double shinchou = 1.725;   // メートル
    double taijuu   = 61.25;   // キログラム
    double bmi = taijuu / (shinchou * shinchou);

    printf("BMIは %.1f です\n", bmi);
    return 0;
}

コードに小数を書くと、その値は既定で double として扱われます。表示は %f（既定で小数点以下6桁）、%.1f のように桁数を指定できます。

float と double の違い

・float … 4バイト。有効桁はおよそ7桁。1.5f のように末尾に f を付ける。
・double … 8バイト。有効桁はおよそ15〜16桁。迷ったらこちら。

double は「倍精度」という意味です。メモリが厳しい組込みや、膨大な数値を並べる場面を除けば、double が標準の選択になります。

動く例——誤差を目で見る

#include <stdio.h>

int main(void) {
    double a = 0.1 + 0.2;

    printf("%.1f\n", a);
    printf("%.17f\n", a);
    printf("%d\n", a == 0.3);
    return 0;
}

出力は 0.3、0.30000000000000004、0 です。0.1 も 0.2 も、2進数では割り切れない循環小数になります。10進数で 1/3 が 0.333… と書き切れないのと同じ理由で、ごく小さな誤差が必ず残ります。バグではなく、仕組み上そうなります。

だから小数は == で比べない

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main(void) {
    double a = 0.1 + 0.2;

    if (fabs(a - 0.3) < 1e-9) {
        printf("ほぼ等しい\n");
    }
    return 0;
}

「差の絶対値が十分小さければ等しいとみなす」——これが小数の比較の定石です。fabs は math.h の絶対値関数、1e-9 は 0.000000001 という書き方です。

罠・注意

printf は %f、scanf は %lf。 double を読むときだけ l が付きます。非対称なので間違えやすいところです。

お金の計算に double は向かない。 誤差が積み上がると1円ずれます。金額は最小単位（銭・円）の整数で持つのが定石です。

表示は丸められている。 %.1f で 0.3 と見えても、中身は 0.30000000000000004 のまま。見た目と中身を混同しないことです。

まとめ

小数は double を既定に。float は精度がおよそ半分で、末尾に f が要ります。2進数で表せない値には必ず誤差が乗るため、== ではなく差の大きさで比較します。printf は %f、scanf は %lf。