在matlab中,数值运算是很常见的操作,有时候我们需要对数值进行精度控制,这就需要用到四舍五入。
四舍五入是一种数值舍入方式,指在一个数的末尾进行取舍,根据末尾数的大小,决定舍去或进位。在matlab中,有几种四舍五入的方法,但是并不是所有的方法都可以精确实现四舍五入。本文将会介绍一些精确实现四舍五入的matlab方法。
一、matlab四舍五入函数
matlab提供了一个round函数用于实现四舍五入。round函数的用法是:
syntax: round(x)
参数:x是需要进行四舍五入的数值。
返回:最接近x的整数。
比如:
>> round(4.5)
ans =
5
>> round(4.4)
ans =
4
>> round(-4.5)
ans =
-4
>> round(-4.4)
ans =
-4
通过上述例子可以看出,当小数部分小于0.5时,round函数会舍去小数部分,即向下取整;当小数部分大于等于0.5时,round函数会进位,即向上取整。但是,当x为0.5或者-0.5时,round函数在不同的matlab版本中实现是不一样的。
在matlab 2016b版本及之前的版本中,round(0.5)的结果为1,而round(-0.5)的结果为0;在matlab 2017a及之后的版本中,round(0.5)的结果为0,而round(-0.5)的结果为-1。这是因为matlab在处理数字时采用了一种不同的舍入策略,称为IEEE 754标准舍入。这种舍入方式在处理正负数时采取了不同的处理方式,导致了四舍五入的结果不同。因此,round函数并不是一种精确的实现四舍五入的方法。
二、matlab向上取整函数
除了round函数,matlab还提供了一个向上取整函数ceil。ceil函数的用法是:
syntax: ceil(x)
参数:x是需要进行向上取整的数值。
返回:不小于x的最小整数。
比如:
>> ceil(4.5)
ans =
5
>> ceil(4.4)
ans =
5
>> ceil(-4.5)
ans =
-4
>> ceil(-4.4)
ans =
-4
通过上述例子可以看出,当x为正数时,ceil函数会向上取整,即返回不小于x的最小整数;当x为负数时,ceil函数会舍去小数部分,即返回不大于x的最大整数。ceil函数可以精确实现向上取整,但是不适用于四舍五入,因为函数返回的不是最接近x的整数,而是不小于x的最小整数。
三、matlab向下取整函数
除了round函数和ceil函数,matlab还提供了一个向下取整函数floor。floor函数的用法是:
syntax: floor(x)
参数:x是需要进行向下取整的数值。
返回:不大于x的最大整数。
比如:
>> floor(4.5)
ans =
4
>> floor(4.4)
ans =
4
>> floor(-4.5)
ans =
-5
>> floor(-4.4)
ans =
-5
通过上述例子可以看出,当x为正数时,floor函数会舍去小数部分,即返回不大于x的最大整数;当x为负数时,floor函数会向下取整,即返回不小于x的最小整数。floor函数可以精确实现向下取整,但是同样不适用于四舍五入。
四、matlab特定精度四舍五入函数
由于matlab内置的函数并不能精确实现四舍五入,因此我们可以自己编写一个特定精度的四舍五入函数。这个函数可能会使用到round函数或者ceil函数。以下是一种实现方法:
function [r]=round2(d,p)
r = fix(d * 10^p + 0.5) / 10^p;
end
这个函数包含两个参数,一个是需要进行四舍五入的数值d,另一个是精度p。其中,fix函数可以舍去小数部分,10^p表示需要保留的小数位数,0.5用来实现四舍五入,除以10^p将结果转换为对应精度下的数值。
比如:
>> round2(4.555,2)
ans =
4.56
>> round2(4.554,2)
ans =
4.55
>> round2(-4.555,2)
ans =
-4.56
>> round2(-4.554,2)
ans =
-4.55
通过上述例子可以看出,当精度为2时,round2函数可以精确实现四舍五入。但需要注意,当数字的位数很大时,这种方法会受到精度处理的限制,导致舍入误差。
总结
以上就是关于matlab四舍五入的讲解,由于内置函数round并不能精确实现四舍五入,因此我们需要自己编写特定精度的四舍五入函数来实现这一操作。我们可以通过调用fix、向上取整ceil或者向下取整floor来实现精确的舍入。