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。
其他回答
在c++中获取的可移植方法是
#include <limits>
std::numeric_limits<double>::epsilon()
然后比较函数变成
#include <cmath>
#include <limits>
bool AreSame(double a, double b) {
return std::fabs(a - b) < std::numeric_limits<double>::epsilon();
}
在数值软件中，确实有这样的情况，你需要检查两个浮点数是否完全相等。我就一个类似的问题发表了这篇文章
https://stackoverflow.com/a/10973098/1447411
所以你不能说“CompareDoubles1”是错误的。
以更一般的方式:
template <typename T>
bool compareNumber(const T& a, const T& b) {
return std::abs(a - b) < std::numeric_limits<T>::epsilon();
}
注意: 正如@SirGuy所指出的，这种方法是有缺陷的。 我把这个答案留在这里，作为一个不遵循的例子。
不幸的是，即使您的“浪费”代码也是不正确的。EPSILON是可以添加到1.0并更改其值的最小值。值1.0非常重要——更大的数字在添加到EPSILON时不会改变。现在，您可以将这个值缩放到您正在比较的数字，以判断它们是否不同。比较两个双精度对象的正确表达式是:
if (fabs(a - b) <= DBL_EPSILON * fmax(fabs(a), fabs(b)))
{
// ...
}
这是最小值。一般来说，你会想要在计算中考虑噪声，并忽略一些最不重要的位，所以更现实的比较应该是这样的:
if (fabs(a - b) <= 16 * DBL_EPSILON * fmax(fabs(a), fabs(b)))
{
// ...
}
如果比较性能对您非常重要，并且您知道值的范围，那么您应该使用定点数字。
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;
}
