【C/C++】float型とdouble型の違いとは?精度・メモリ・範囲を徹底比較

C/C++では、小数点以下を含む数値(浮動小数点数)を扱うために、float型とdouble型という2つのデータ型が用意されています。どちらも浮動小数点数を表現できる点は共通していますが、「精度」の面で大きな違いがあります。

端的に言えば、double型はfloat型の約2倍の精度を持っています。これはIEEE 754浮動小数点数規格に基づくもので、double型は「倍精度」、float型は「単精度」と呼ばれます。

ビット構成と精度の違い

両者の精度をビット構成で比較すると、以下のようになります。

• double型(倍精度):64ビット構成(符号1ビット+指数部11ビット+仮数部52ビット)。10進数で約15桁の精度を持ちます。
• float型(単精度):32ビット構成(符号1ビット+指数部8ビット+仮数部23ビット)。10進数で約7桁の精度を持ちます。

メモリ使用量の違い

double型はfloat型よりも精度が高いため、必要なメモリ量も2倍になります。一般的な環境では、float型は4バイト、double型は8バイトのメモリを占有します。そのため、大量の数値データを扱うプログラムでは、このメモリ使用量の差が無視できません。

表現できる値の範囲

それぞれの型が表現できる値の範囲は以下のとおりです。

• float型:約±3.40282347E+38(有効数字6〜7桁)
• double型:約±1.79769313486231570E+308(有効数字15〜16桁)

floatとdoubleの比較一覧表

どちらを使うべきか?

以上の点を踏まえると、使い分けの指針は次のとおりです。

float型が適しているケース:高い精度が不要で、大量の小数データを配列などに格納する場合です。float型を選ぶことでメモリを節約でき、コスト効率の良いデータ管理が可能になります。ゲームのグラフィックス処理や組み込みシステムなど、メモリと処理速度が重視される場面でよく使われます。

double型が適しているケース:より高い精度が求められる場合です。科学技術計算、金融計算、シミュレーションなど、誤差を最小限に抑えたい処理ではdouble型が推奨されます。

なお、近年のCPUではdouble型の演算性能も十分に高く、パフォーマンスの差はほとんど問題にならないため、特別な理由がなければdouble型をデフォルトとして選ぶのが一般的です。