求解浮点数最大公约数和最小公倍数(c语言) |
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在推导GNSS组合模型过程中需要计算不同频点的最小公倍数或最大公约数,所以在此记录。同样也适用于其他浮点数的求解。最全GNSS 系统(GREJSCI)各个信号频率带宽一览表 设有两个浮点数x1,x2 且 z1 ∈ Z(整数),z2 ∈ Z(整数) 最大公因数y1:x1/y1 ∈Z(整数) x2/y1 ∈Z(整数) 最小公倍数y2:x1 * z1 = y2,x2 * z2 = y2 以GPS的第一频点L1(1575.42MHz)和第二频点L2(1227.60MHz),北斗的B2a频点(1176.450MHz)和B2b频点(1207.14MHz)为例,求取二者的最大公因数和最小公倍数,结果如下。 具体思路: ①先判断两个浮点数小数点后面位数的个数,取较大的为n,将两个浮点数扩大10^n,即将两个浮点数放大为整数。 ②利用辗转相除法,计算两个整数的最大公因数,然后再根据最大公因数计算最小公倍数。 ③将计算后的最大公因数计算最小公倍数再次除以10^n则得到最终结果。 出现问题及解决: ①直接定义double类型的变量来存储两个浮点数会有精度损失,导致后续求解结果不准确。比如输入GPS两个频点的值是1575.42和1227.60,但是存储在double类型的变量内为1575.420000000000001和1227.59999999999999,所以直接用数字去计算并不能得到我想要的结果,就决定将浮点数在字符数组内处理。 首先将两个浮点数以字符串的形式赋值给定义好的字符数组,然后来到第一个函数judgements_num分别计算两个浮点数的小数个数。 然后用if语句去判断哪个的个数大为n,将两个浮点数扩大相同的10^n倍,这一步在尝试多种方法后,还是需要在字符数据内进行操作。具体代码在最下面的main函数中,标注的很详细。 这样就得到了无精度损失的扩大后的两个数字,但此时他们还存储在字符数组内,所以需要用到#include头文件下的atoi函数,将字符数组内的数字转为整形变量。这样就解决了浮点数化为整形的问题,只需要调用求最大公因数的函数common_divisor和求最小公倍数的函数multipile即可,这里参照了 求最大公约数的4种常用算法,这篇文章的博主介绍的非常详细。 ② 此外还有一点需要注意,不同卫星系统的频点还会出现小数点后三位的情况,比如北斗的B1I信号频率为1561.098MHz,那么其与其他频点组合时两个浮点数就要扩大10^3,比如另一个频点为B1C(1575.42MHz),求二者的最小公倍数就要1561098*1575420=2459385011160,有13位数字,非常容易溢出。所以在求最小公倍数的时候全部以long long类型运算。两个整数相乘的结果一定正确吗?关于数据溢出问题。 #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include #include #include #include int judgements_num(char str[]) //求浮点数小数个数 { int i = 0; int count = 0; int len = 0;; // 去除末尾的 '0' len = strlen(str); while (str[len - 1] == '0') { str[--len] = '\0'; } // 找到小数点并计算小数点后的位数 for (i = 0; i < len; i++) { if (str[i] == '.') { count = len - i - 1; break; } } return count; } int common_divisor(int a, int b) //求最大公约数 { int temp; if (a < b) //a n2) n = n1; else n = n2; if (strlen(str1) > strlen(str2)) n0 = strlen(str1); else n0 = strlen(str2); //在字符数组扩大两个浮点数 for (i = 0; i |
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