在Java中比较浮点数

Question

可能重复：
Java中操作和比较浮点数

我在Java中比较浮点数时应该使用Epsilon吗？ Float.compare(float f1, float f2)静态方法是否安全可用？

谢谢！

编辑：我想我明白了。

当我在eclipse中写入，比如说，3.6f，编译器将这个数字解释为3.6。然而，当我写1.2f * 3.0f时，结果是3.6000001。虽然从数学上讲这是错误的，但这两个结果显然是不相等的。因此，在检查相等性时需要有一个Epsilon。

然而，当我在eclipse中写入0.0f时，编译器将其解释为0严格地说，因为IEEE 754能够正确处理它。因此，确保一个浮点数严格为正（value > 0.0f）是正确的。

我唯一看到的问题是当计算机不使用IEEE 754表示时，而是使用一个不能正确处理0的表示。

我是对的吗？

- Klems

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答案取决于您要做什么。实际上，是否应该使用浮点数也取决于它。先解释一下手头的问题，然后才能得到有用的答案。 - Matti Virkkunen

以什么方式安全？这是一个方便的方法，可以处理一些边缘情况，但它不能防止你或我创建自己的错误。此外，在尝试为浮点数实现自己的equals方法时，我使用了epsilon，但在比较它们时没有使用。 - Hovercraft Full Of Eels

抱歉没有说明得够清楚。我正在为一个游戏编写粒子。我想知道当deltaTime（浮点数）等于0.0时，因为我使用速度=距离*（1 / deltaTime）计算速度。拥有无限速度有点傻。现在我使用（Float.compare（deltaTime，0.0f）！= 0）来确保deltaTime大于0.0。deltaTime不能小于0。 - Klems

如果结果等于10^-20，那你的情况有多糟糕？如果是10^-30呢？你还认为唯一需要关注的是负时间吗？ - duffymo

我指的是时间不可能为负数。这完全不可能。我想知道当 deltaTime 严格大于 0 时，以及 Float.compare 看起来可以解决这个问题。如果我只想知道 float 是否严格为正，我可以使用 (deltaTime > 0.0) 对吗？ - Klems

Answer 1

Math.ulp()方法在测试中有实际用途。正如您无疑所知，通常不应该将浮点数进行精确比较，而是检查它们是否相等且误差在一定的容限范围内。例如，在JUnit中，您可以像这样比较期望值和实际浮点数值:

assertEquals(expectedValue, actualValue, 0.02);

这个断言表明实际值与期望值之间的误差在0.02以内。但是0.02是否是一个合理的容限呢？如果期望值是10.5或-107.82，那么0.02可能非常合适。然而，如果期望值是几十亿，那么0.02可能与零完全相同。通常，您应该根据ULP（单位最后位）的相对误差来进行测试。根据计算需要的精度，通常在1到10 ULP之间选择容忍度。例如，在这里我指定实际结果需要与真实值相差5 ULP：

assertEquals(expectedValue, actualValue, 5*Math.ulp(expectedValue));

http://www.ibm.com/developerworks/java/library/j-math2/index.html

- Marek Sebera

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如果一个值很大，而另一个值很小，那该怎么办？取和的ULP是否是个好主意？ - Winter

Answer 2

是的，建议使用公差来检查两个浮点数之间的绝对值差异。

比较可以告诉您一个双精度浮点数是否小于、等于或大于另一个。它不会告诉您它们彼此之间有多接近，因此，不比使用 == 进行比较更安全。

- duffymo

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如果你不喜欢我的编辑，请撤销它；+1。 - aioobe