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咋这样?是Excel的Bug还是我操作有问题?

咱们先来计算一个算式:

4.1-4.2+1=?

这个估计小朋友也会算吧,4.1-4.2是-0.1,然后加上1,就是0.9嘛。

咱们在Excel中输入公式看看:

当我们不断增加小数位,计算结果从0.90变成了0.89999999。

是操作有问题,还是Excel犯迷糊了?

其实都不是,这种现象,就是传说中的浮点误差。

这种现象对我们的工作有什么影响呢?估计感触最深的应该就是财会人员了,发票做账时,就经常会出现差一分钱的情况。

接下来咱们先说说什么是浮点误差。

在计算机的计算中,只能存储和处理二进制数据,就是1和0,Excel在计算时,首先要把十进制的数值转换为二进制,交给计算机处理,最后再把二进制的结果转换为十进制,显示到Excel中。在不同进制之间转换时,就很容易出现一些非常细小的误差。

十进制数值转换为二进制数值的计算过程为:

 

1、整数部分:

连续用该整数除以2取余数,然后用商再除以2,直到商等于0为止,最后把各个余数按相反的顺序排列。

如果将十进制数值22转换为二进制数值,其计算步骤如下:

22除以2结果为11,余数为0。

11除以2结果为5,余数为1。

5除以2结果为2,余数为1。

2除以2结果为1,余数为0。

1除以2结果为0,余数为1。

最后将余数按相反的顺序排列,整数22的二进制结果为10110。

 

2、小数部分:

用2乘以十进制小数,将得到的整数部分取出,再用2乘以余下的小数部分,然后再将积的整数部分取出。如此往复,直到积中的小数部分为0或者达到所要求的精度为止,最后把取出的整数部分按顺序排列。

如果将十进制数值0.8125转换为二进制数值,其计算步骤是:

首先用0.8125乘以2等于1.625,取整结果为1,小数部分是0.625。

0.625乘以2等于1.25,取整结果为1,小数部分是0.25。

0.25乘以2等于0.5,取整结果为0,小数部分是0.5。

0.5乘以2等于1.0,取整结果为1,小数部分是0,计算结束。

将乘积的取整结果顺序排列,结果就是0.1101。

 

3、整数和小数混合数值:

含有小数的十进制数转换成二进制时,先将整数、小数部分分别进行转换,然后将转换结果相加。

但是这种转换有时候会陷入无限循环,比如按照上述方法将小数0.6转换为二进制代码,计算结果就是:

0.10011001100110011……

其中的0011部分会无限重复,无法用有限的空间量来表示。当结果超出Excel计算精度,产生了一个因太小而无法表示的数字时,在Excel中的处理结果就是0。这个非常细小的误差,就是浮点误差。

咱们简单了解了浮点误差产生的原因,那如何弥补这种误差呢?

实际工作中,大家经常使用的有两种方法,最常用的是使用ROUND函数强制将数字四舍五入。

比如加上ROUND函数来限制公式的小数位数:

=ROUND(4.1-4.2+1,1)

这样公式就会返回保留一位小数的计算结果0.9。

这种四舍五入属于直接进位,从统计学的角度来看会偏向大数,形成误差积累。还有一种比较科学的计数保留方法,就是四舍六入五成双。

具体讲就是保留数字后一位小于等于4时舍去,大于等于6时进位,等于5且后面有非零数字时进位,等于5且后面没有非零数字时分两种情况:保留数字为偶数时舍去,保留数字为奇数时进位。

使用这种方法,误差均值趋向于零。假设A2单元格是需要修约的数值,公式的写法是:

=IF(ROUND(MOD(ABS(A2*POWER(10,3)),2),5)=0.5,ROUNDDOWN(A2,3),ROUND(A2,3))

公式中的红色数字,是要保留的小数位数,套用该公式时可以按需要修改成需要的位数。

在WPS表格中,有一个专门用于四舍六入五成双的修约函数——ROUNDBANK。这个函数有两个参数,第一个参数是需要修约的数字,第二个参数是要保留的小数位,用法非常简单。

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