浮点数和双精度比较最有效的方法是什么?

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

'返回fabs(a - b) < EPSILON;

这是可以的，如果:

输入的数量级变化不大极少数相反的符号可以被视为相等

否则就会给你带来麻烦。双精度数的分辨率约为小数点后16位。如果您正在比较的两个数字在量级上大于EPSILON*1.0E16，那么您可能会说:

return a==b;

我将研究一种不同的方法，假设您需要担心第一个问题，并假设第二个问题对您的应用程序很好。解决方案应该是这样的:

#define VERYSMALL  (1.0E-150)
#define EPSILON    (1.0E-8)
bool AreSame(double a, double b)
{
    double absDiff = fabs(a - b);
    if (absDiff < VERYSMALL)
    {
        return true;
    }

    double maxAbs  = max(fabs(a) - fabs(b));
    return (absDiff/maxAbs) < EPSILON;
}

这在计算上是昂贵的，但有时是需要的。这就是我们公司必须做的事情，因为我们要处理一个工程库，输入可能相差几十个数量级。

无论如何，关键在于(并且适用于几乎所有的编程问题):评估你的需求是什么，然后想出一个解决方案来满足你的需求——不要认为简单的答案就能满足你的需求。如果在您的评估后，您发现fabs(a-b) < EPSILON将足够，完美-使用它!但也要注意它的缺点和其他可能的解决方案。

2008-09-01 08:00:56

其他回答

在这个版本中，你可以检查，这些数字之间的差异并不比某些分数(比如，0.0001%)更大:

bool floatApproximatelyEquals(const float a, const float b) {
    if (b == 0.) return a == 0.; // preventing division by zero
    return abs(1. - a / b) < 1e-6;
}

请注意Sneftel关于浮动可能的分数限制的评论。

还要注意的是，它不同于使用绝对的epsilon的方法——这里你不需要担心“数量级”——数字可能是，比如说1e100，或者1e-100，它们总是会被一致地比较，而且你不必为每一种情况更新epsilon。

2020-09-10 21:56:31

我使用这个代码:

bool AlmostEqual(double v1, double v2)
    {
        return (std::fabs(v1 - v2) < std::fabs(std::min(v1, v2)) * std::numeric_limits<double>::epsilon());
    }

2017-05-26 22:11:42

我使用这个代码。不像上面的答案，这允许一个人给出一个在代码注释中解释的abs_relative_error。

第一个版本比较复数，使错误可以用两个矢量之间的夹角来解释在复平面上具有相同的长度(这给出了一点洞察力)。然后是2实数的正确公式数字。

https://github.com/CarloWood/ai-utils/blob/master/almost_equal.h

后者是

template<class T>
typename std::enable_if<std::is_floating_point<T>::value, bool>::type
   almost_equal(T x, T y, T const abs_relative_error)
{
  return 2 * std::abs(x - y) <= abs_relative_error * std::abs(x + y);
}

其中abs_relative_error基本上(两倍)是文献中最接近定义的绝对值:相对错误。但这只是名字的选择。

我认为在复平面中最明显的是。如果|x| = 1, y在x周围形成一个直径为abs_relative_error的圆，则认为两者相等。

2022-02-24 13:40:50

我使用以下函数进行浮点数比较:

bool approximatelyEqual(double a, double b)
{
  return fabs(a - b) <= ((fabs(a) < fabs(b) ? fabs(b) : fabs(a)) * std::numeric_limits<double>::epsilon());
}

2022-09-04 13:44:52