比较两个双精度浮点数或两个浮点数最有效的方法是什么?
简单地这样做是不正确的:
bool CompareDoubles1 (double A, double B)
{
return A == B;
}
比如:
bool CompareDoubles2 (double A, double B)
{
diff = A - B;
return (diff < EPSILON) && (-diff < EPSILON);
}
似乎是浪费加工。
有人知道更聪明的浮点比较器吗?
当前回答
与epsilon值进行比较是大多数人所做的(甚至是在游戏编程中)。
你应该稍微改变你的实现:
bool AreSame(double a, double b)
{
return fabs(a - b) < EPSILON;
}
编辑:克里斯特在最近的一篇博客文章中添加了一堆关于这个主题的很棒的信息。享受。
其他回答
我的课程是基于之前发布的答案。非常类似于谷歌的代码，但我使用了一个偏差，将所有NaN值推到0xFF000000以上。这样可以更快地检查NaN。
这段代码是为了演示概念，而不是通用的解决方案。谷歌的代码已经展示了如何计算所有平台特定的值，我不想复制所有这些。我对这段代码做了有限的测试。
typedef unsigned int U32;
// Float Memory Bias (unsigned)
// ----- ------ ---------------
// NaN 0xFFFFFFFF 0xFF800001
// NaN 0xFF800001 0xFFFFFFFF
// -Infinity 0xFF800000 0x00000000 ---
// -3.40282e+038 0xFF7FFFFF 0x00000001 |
// -1.40130e-045 0x80000001 0x7F7FFFFF |
// -0.0 0x80000000 0x7F800000 |--- Valid <= 0xFF000000.
// 0.0 0x00000000 0x7F800000 | NaN > 0xFF000000
// 1.40130e-045 0x00000001 0x7F800001 |
// 3.40282e+038 0x7F7FFFFF 0xFEFFFFFF |
// Infinity 0x7F800000 0xFF000000 ---
// NaN 0x7F800001 0xFF000001
// NaN 0x7FFFFFFF 0xFF7FFFFF
//
// Either value of NaN returns false.
// -Infinity and +Infinity are not "close".
// -0 and +0 are equal.
//
class CompareFloat{
public:
union{
float m_f32;
U32 m_u32;
};
static bool CompareFloat::IsClose( float A, float B, U32 unitsDelta = 4 )
{
U32 a = CompareFloat::GetBiased( A );
U32 b = CompareFloat::GetBiased( B );
if ( (a > 0xFF000000) || (b > 0xFF000000) )
{
return( false );
}
return( (static_cast<U32>(abs( a - b ))) < unitsDelta );
}
protected:
static U32 CompareFloat::GetBiased( float f )
{
U32 r = ((CompareFloat*)&f)->m_u32;
if ( r & 0x80000000 )
{
return( ~r - 0x007FFFFF );
}
return( r + 0x7F800000 );
}
};
就数量的规模而言:
如果在某种物理意义上，ε是量的大小(即相对值)的一小部分，而A和B类型在同一意义上具有可比性，那么我认为，下面的观点是相当正确的:
#include <limits>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <cmath>
#include <cstdlib>
#include <cassert>
template< typename A, typename B >
inline
bool close_enough(A const & a, B const & b,
typename std::common_type< A, B >::type const & epsilon)
{
using std::isless;
assert(isless(0, epsilon)); // epsilon is a part of the whole quantity
assert(isless(epsilon, 1));
using std::abs;
auto const delta = abs(a - b);
auto const x = abs(a);
auto const y = abs(b);
// comparable generally and |a - b| < eps * (|a| + |b|) / 2
return isless(epsilon * y, x) && isless(epsilon * x, y) && isless((delta + delta) / (x + y), epsilon);
}
int main()
{
std::cout << std::boolalpha << close_enough(0.9, 1.0, 0.1) << std::endl;
std::cout << std::boolalpha << close_enough(1.0, 1.1, 0.1) << std::endl;
std::cout << std::boolalpha << close_enough(1.1, 1.2, 0.01) << std::endl;
std::cout << std::boolalpha << close_enough(1.0001, 1.0002, 0.01) << std::endl;
std::cout << std::boolalpha << close_enough(1.0, 0.01, 0.1) << std::endl;
return EXIT_SUCCESS;
}
你不能用一个固定的。根据double的值，EPSILON会发生变化。
更好的双比较应该是:
bool same(double a, double b)
{
return std::nextafter(a, std::numeric_limits<double>::lowest()) <= b
&& std::nextafter(a, std::numeric_limits<double>::max()) >= b;
}
与epsilon值进行比较是大多数人所做的(甚至是在游戏编程中)。
你应该稍微改变你的实现:
bool AreSame(double a, double b)
{
return fabs(a - b) < EPSILON;
}
编辑:克里斯特在最近的一篇博客文章中添加了一堆关于这个主题的很棒的信息。享受。
我对任何涉及浮点减法的答案都非常谨慎(例如，fabs(a-b) < epsilon)。首先，浮点数在更大的量级上变得更稀疏，在足够大的量级上，当间隔大于时，您可能只需要做a == b。其次，减去两个非常接近的浮点数(因为您正在寻找接近相等的浮点数)正是您得到灾难性抵消的方式。
虽然不能移植，但我认为grom的答案在避免这些问题方面做得最好。
