C - %d, %fの違いについて

Question

C言語で、下記のようにpow, sqrt, ceil...等を使用する場合
プレースホルダは%fでないとエラーとなってしまう理由は何なのでしょうか。

調べると、それぞれ使われるデータ型は以下のとおりで、
%d ・・・整数
%f ・・・浮動小数点型

例えば　powの場合　出力値が8なので整数型（つまり%dでもOK）ではないか
と疑問に感じました。

    printf("%f\n", 5.0 * 4); /*20.000000*/
    printf("%d\n", 5 * 4); /*20*/
    printf("%f\n", pow(2, 3)); /*8*/
    printf("%f\n", sqrt(36)); /*6*/
    printf("%f\n", ceil(36.356)); /*37*/
    printf("%f\n", floor(36.356)); /*36*/

本日　Cを始めたばかりで、ど素人の質問で恐縮ですがご教示ください。

Answer 1

例えば　powの場合　出力値が8なので整数型（つまり%dでもOK）ではないか

と疑問に感じました。

コンピュータの内部では、int も double も 2進数で表現されています。

同じ 8 という値でも、
int は 32ビットで、
00000000000000000000000000001000
double は 64ビットで、
0100000000100000000000000000000000000000000000000000000000000000

したがって、double の 8 を "%d" では正しく表示できないのです。

次のようにすれば、.000000 は表示されなくなります。
printf("%.0f\n", pow(2, 3)); // 小数点以下を表示しない
printf("%d\n", (int)pow(2, 3)); // double を int にキャスト(型変換)する。

しかし、これでは pow(2, 0.5) のように、小数点以下が 0 でない値の場合困ります。

小数点以下が 0 の場合だけ、それを表示しない方法は次の通り。

#include <stdio.h>  // printf
#include <math.h>   // pow

int main(void)
{
	printf("%.15g\n", pow(2, 3));
	printf("%.15g\n", pow(2, 0.5));
}

実行結果

8
1.4142135623731

Comments

[koyamashinji]

丁寧に解説いただき大変参考になりました。

Answer 2

調べると、それぞれ使われるデータ型は以下のとおり

とあるように、データ内容ではなく、データ型によります。

Comments

[koyamashinji]

ご回答有難うございました。

Answer 3

関数powは、doubleの値を2つ引数に指定して、doubleの値を返り値として受け取ります。たとえば、0.5乗で平方根を求めたりするためです。

つまり、あなたが「2」や「3」と整数で書いた実引数は、実際には(倍精度)浮動小数点数に変換されてpowに渡され、powからは(倍精度)浮動小数点数の「8」が返されます。これをprintfで表示するには、%fを使ってください。C99に対応した処理系なら%lfでもいいです。

Comments

[koyamashinji]

ご回答有難うございました。大変参考になりました。