将'float'转换为NSNumber，再转回'float'时会丢失精度

Question

我在Objective-C中遇到了一个奇怪的问题，即将float转换为NSNumber（为方便起见进行包装），然后再将其转换回float。

简而言之，我的一个类有一个属性“red”，它是从0.0到1.0的浮点数。

@property (nonatomic, assign) float red;

此对象将自身与从磁盘加载的值进行比较，以实现同步目的。(文件可能在应用程序外部更改，因此定期检查文件更改，将备用版本加载到内存中，并进行比较，合并差异。)

以下是一个有趣的片段，其中比较了这两个值：

if (localObject.red != remoteObject.red) {
    NSLog(@"Local red: %f Remote red: %f", localObject.red, remoteObject.red);
}

以下是我在日志中看到的内容：

2011-10-28 21:07:02.356 MyApp[12826:aa63] Local red: 0.205837 Remote red: 0.205837

奇怪。对吧？这段代码是如何被执行的呢？

文件中实际存储的值：

...red="0.205837"...

被转换为 float 使用以下方式：

currentObject.red = [[attributeDict valueForKey:@"red"] floatValue];

在代码的另一个位置，我能够从GDB中获取屏幕截图。它被打印到NSLog中，如下所示：（这也是它在磁盘上出现的精度。）

2011-10-28 21:21:19.894 MyApp[13214:1c03] Local red: 0.707199 Remote red: 0.707199

但在调试器中显示为：

这种精度是如何在属性级别上获得的，但没有存储在文件中或在 NSLog 中正确打印？为什么看起来会有所不同？

- Craig Otis

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可能在这里找到了一些东西，但不幸的是它并没有出现在之前的任何搜索结果中：https://dev59.com/CG445IYBdhLWcg3wH2zH#5025021 - Craig Otis

你是否在任何时候将其转换为/从字符串？如果是这样，请使用%+0.16f而不是%f。或者您可以使用其他精度代替.16。如果没有，请忽略此评论。 - chown

是的，我绝对会将它转换为/从NSString。不过我一直以为像这样创建它：**[NSString stringWithFormat:@"%f", 0.707199f]** 然后像这样转换它：**[... floatValue]** 会得到相同的值。看来并不是这样。谢谢你的提示，我想这会解决问题。请随意将其发布为答案。 - Craig Otis

如果数字最初是3.14159，那么字符串将会是@"3.14159"（使用"%0.16f"），但如果你使用了"%0.4f"，那么它将四舍五入为@"3.1416"。 - chown

@DanielRHicks 很好，讲得非常清楚。谢谢！ - Craig Otis

Answer 1

如果您在任何时候将其转换为/从字符串，请尝试使用%0.16f而不是%f（或者您想要的任何精度，而不是.16）。

有关更多信息，请参见IEEE Std formatting。

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此外，请使用objectForKey而不是valueForKey（valueForKey不适用于字典）。

currentObject.red = [[attributeDict objectForKey:@"red"] floatValue];

参见这个SO答案，更好地解释了objectForKey与valueForKey的区别：

objectForKey和valueForKey有什么区别？

- chown

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谢谢，那个可行！还有感谢你提醒 objectForKey:，我通常会更加关注这些细节。 - Craig Otis

@craig 不客气，很高兴能帮忙！ - chown

Answer 2

您所遇到的问题是浮点数问题。浮点数并不能精确表示存储的数字（除了一些特定情况，在这里不必考虑）。链接中Craig发布的示例是一个很好的例子。

在您的代码中，当您将值写入文件时，您实际上是写入了浮点数存储的近似值。当您重新加载它时，另一个近似值被存储在浮点数中。然而，这两个数字可能不相等。

最好的解决方案是使用两个浮点数的模糊比较。我不是Objective C程序员，因此不知道语言是否包含内置函数来执行此比较。然而，这个链接提供了一组良好的示例，展示了各种进行此比较的方法。

您也可以尝试使用其他发布的解决方案，例如使用更高的精度写入到文件中，但您可能会浪费额外的不需要的空间。个人建议您使用模糊比较，因为它更加稳妥。

- MJD

Answer 3

你说“remote”值是从磁盘加载的。我猜想在磁盘上的表示不是IEEE浮点位值，而是某种字符表示或类似的东西。因此，在IEEE浮点运作方式下转换到和从该表示中不可避免地会出现转换错误。你将无法得到精确的结果，因为浮点值只有约6个十进制数字的小数精度，但它很少映射到完全相同的6个十进制数字，而是像在十进制中表示1/3一样——没有精确的映射。

- Hot Licks

Answer 4

阅读此文：http://floating-point-gui.de/

- Jeff Laing

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虽然这个回答理论上可以解答问题，但最好包含回答的关键部分并提供链接以供参考。 - Bill the Lizard