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
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。
其他回答
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。
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。
这取决于你想要的比较有多精确。如果您想对完全相同的数字进行比较，那么只需使用==。(除非你真的想要完全相同的数字，否则你几乎不会想这么做。)在任何一个不错的平台上，你都可以做到以下几点:
diff= a - b; return fabs(diff)<EPSILON;
因为晶圆厂往往很快。我说的快是指它基本上是一个位与，所以它最好快。
用于比较双精度和浮点数的整数技巧很好，但往往会使各种CPU管道更难有效处理。现在，由于使用堆栈作为频繁使用的值的临时存储区域，在某些有序架构上它肯定不会更快。(在乎的人可以去Load-hit-store。)
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。
使用任何其他建议都要非常小心。这完全取决于上下文。
我花了很长时间在一个系统中追踪错误，该系统假设|a-b|<epsilon，则a==b。潜在的问题是:
The implicit presumption in an algorithm that if a==b and b==c then a==c. Using the same epsilon for lines measured in inches and lines measured in mils (.001 inch). That is a==b but 1000a!=1000b. (This is why AlmostEqual2sComplement asks for the epsilon or max ULPS). The use of the same epsilon for both the cosine of angles and the length of lines! Using such a compare function to sort items in a collection. (In this case using the builtin C++ operator == for doubles produced correct results.)
就像我说的，这完全取决于上下文和a和b的预期大小。
顺便说一下，std::numeric_limits<double>::epsilon()是“机器epsilon”。它是1.0和下一个用double表示的值之间的差值。我猜它可以用在比较函数中，但只有当期望值小于1时。(这是对@cdv的回答的回应…)
同样，如果你的int算术是双精度的(这里我们在某些情况下使用双精度来保存int值)，你的算术是正确的。例如，4.0/2.0将等同于1.0+1.0。只要你不做导致分数(4.0/3.0)的事情，或者不超出int的大小。
