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
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。
其他回答
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());
}
在https://en.cppreference.com/w/cpp/types/numeric_limits/epsilon上找到了另一个有趣的实现
#include <cmath>
#include <limits>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <algorithm>
template<class T>
typename std::enable_if<!std::numeric_limits<T>::is_integer, bool>::type
almost_equal(T x, T y, int ulp)
{
// the machine epsilon has to be scaled to the magnitude of the values used
// and multiplied by the desired precision in ULPs (units in the last place)
return std::fabs(x-y) <= std::numeric_limits<T>::epsilon() * std::fabs(x+y) * ulp
// unless the result is subnormal
|| std::fabs(x-y) < std::numeric_limits<T>::min();
}
int main()
{
double d1 = 0.2;
double d2 = 1 / std::sqrt(5) / std::sqrt(5);
std::cout << std::fixed << std::setprecision(20)
<< "d1=" << d1 << "\nd2=" << d2 << '\n';
if(d1 == d2)
std::cout << "d1 == d2\n";
else
std::cout << "d1 != d2\n";
if(almost_equal(d1, d2, 2))
std::cout << "d1 almost equals d2\n";
else
std::cout << "d1 does not almost equal d2\n";
}
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。
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
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。)
