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
我为java编写这篇文章，但是您可能会发现它很有用。它使用长变量而不是双变量，但会处理nan、亚法线等。
public static boolean equal(double a, double b) {
final long fm = 0xFFFFFFFFFFFFFL; // fraction mask
final long sm = 0x8000000000000000L; // sign mask
final long cm = 0x8000000000000L; // most significant decimal bit mask
long c = Double.doubleToLongBits(a), d = Double.doubleToLongBits(b);
int ea = (int) (c >> 52 & 2047), eb = (int) (d >> 52 & 2047);
if (ea == 2047 && (c & fm) != 0 || eb == 2047 && (d & fm) != 0) return false; // NaN
if (c == d) return true; // identical - fast check
if (ea == 0 && eb == 0) return true; // ±0 or subnormals
if ((c & sm) != (d & sm)) return false; // different signs
if (abs(ea - eb) > 1) return false; // b > 2*a or a > 2*b
d <<= 12; c <<= 12;
if (ea < eb) c = c >> 1 | sm;
else if (ea > eb) d = d >> 1 | sm;
c -= d;
return c < 65536 && c > -65536; // don't use abs(), because:
// There is a posibility c=0x8000000000000000 which cannot be converted to positive
}
public static boolean zero(double a) { return (Double.doubleToLongBits(a) >> 52 & 2047) < 3; }
请记住，在一些浮点运算之后，number可能与我们期望的非常不同。没有代码可以解决这个问题。
其他回答
有关更深入的方法，请参阅比较浮点数。以下是该链接的代码片段:
// Usable AlmostEqual function
bool AlmostEqual2sComplement(float A, float B, int maxUlps)
{
// Make sure maxUlps is non-negative and small enough that the
// default NAN won't compare as equal to anything.
assert(maxUlps > 0 && maxUlps < 4 * 1024 * 1024);
int aInt = *(int*)&A;
// Make aInt lexicographically ordered as a twos-complement int
if (aInt < 0)
aInt = 0x80000000 - aInt;
// Make bInt lexicographically ordered as a twos-complement int
int bInt = *(int*)&B;
if (bInt < 0)
bInt = 0x80000000 - bInt;
int intDiff = abs(aInt - bInt);
if (intDiff <= maxUlps)
return true;
return false;
}
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。
这是另一个解:
#include <cmath>
#include <limits>
auto Compare = [](float a, float b, float epsilon = std::numeric_limits<float>::epsilon()){ return (std::fabs(a - b) <= epsilon); };
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。
你写的代码有bug:
return (diff < EPSILON) && (-diff > EPSILON);
正确的代码应该是:
return (diff < EPSILON) && (diff > -EPSILON);
(…是的，这是不同的)
我想知道晶圆厂是否会让你在某些情况下失去懒惰的评价。我会说这取决于编译器。你可能想两种都试试。如果它们在平均水平上是相等的，则采用晶圆厂实现。
如果你有一些关于两个浮点数中哪一个比另一个更大的信息，你可以根据比较的顺序来更好地利用惰性求值。
最后，通过内联这个函数可能会得到更好的结果。不过不太可能有太大改善……
编辑:OJ，谢谢你纠正你的代码。我相应地删除了我的评论
