在C#中比较双精度浮点数的值

Question

在C#中比较双精度浮点数的值

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我有一个名为x的double变量。在代码中，x被赋值为0.1，然后我在一个“if”语句中将其与0.1进行比较。

if (x==0.1)
{
----
}

很不幸，它没有进入if语句。

我应该使用 Double 还是 double？
这背后的原因是什么？你能提出一个解决方案吗？

- stack_pointer is EXTINCT

2

请您添加双精度浮点数的声明，好吗？ - Lars Corneliussen

一篇关于主题的全面阅读：计算机科学家应该了解的浮点算术知识 - Serge Wautier

https://dev59.com/UHRA5IYBdhLWcg3w_DLF - Mauricio Scheffer

18个回答

62

double和Double是相同的（double是Double的别名），可以互换使用。

用另一个值来比较double类型存在的问题在于，double只是近似值，而不是精确的值。所以当你把x设置为0.1时，实际上可能被存储为0.100000001之类的值。

与其检查相等性，不如检查差异是否小于定义的最小差异（公差）。例如：

if (Math.Abs(x - 0.1) < 0.0000001)
{
    ...
}

- Rune Grimstad

38

你需要将X-Y使用Math.Abs进行组合，并且使用一个value来进行比较。

你可以使用以下扩展方法的方式。

public static class DoubleExtensions
    {
        const double _3 = 0.001;
        const double _4 = 0.0001;
        const double _5 = 0.00001;
        const double _6 = 0.000001;
        const double _7 = 0.0000001;

        public static bool Equals3DigitPrecision(this double left, double right)
        {
            return Math.Abs(left - right) < _3;
        }

        public static bool Equals4DigitPrecision(this double left, double right)
        {
            return Math.Abs(left - right) < _4;
        }

        ...

由于你很少对双精度数调用方法，除了 ToString，我认为这是非常安全的扩展。

然后你可以像下面这样比较 x 和 y

if(x.Equals4DigitPrecision(y))

- Valentin Kuzub

这可能是Double结构的不错扩展！ - Sergey Kucher

12

由于四舍五入的原因，不能总是精确地比较浮点数。为了进行比较

(x == .1)

电脑真正进行了比较

(x - .1) vs 0

由于浮点数在计算机中的表示方式，减法的结果并不总是能够被精确地表示。因此，你会得到一些非零值，条件表达式将评估为false。

要解决这个问题，可以进行比较操作。

Math.Abs(x- .1) vs some very small threshold ( like 1E-9)

- sharptooth

你能用一个例子清楚地说明吗？有什么解决方案，让我需要改变我的陈述吗？ - stack_pointer is EXTINCT

6

根据文档：

比较的精度 Equals方法应谨慎使用，因为两个看似相等的值由于两个值的精度不同而不相等。以下示例报告Double值.3333和除以3的1返回的Double不相等。

...

与其进行相等性比较，一种推荐的技术是定义两个值之间接受的差异范围（例如其中一个值的0.01%）。如果两个值之间的差的绝对值小于或等于该差异范围，则差异可能是由于精度不同而导致的，因此这些值可能相等。以下示例使用此技术来比较.33333和1/3，这两个Double值在前面的代码示例中被认为是不相等的。

因此，如果您确实需要一个double，则应使用文档中描述的技术。如果可以，请将其更改为十进制数。 它会更慢，但您不会遇到此类问题。

- Alfred Myers

5

请使用 decimal 数据类型，它不会出现这种“问题”。

- Svetlozar Angelov

9

使用十进制数进行操作会更慢。我们不应仅仅因为“它没有这个问题”就总是使用十进制类型。两种类型都有各自的用途。 - Evgeni Nabokov

4

官方微软帮助，特别关注“比较中的精度”部分，以回答问题。 https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.double.equals

// Initialize two doubles with apparently identical values
double double1 = .333333;
double double2 = (double) 1/3;
// Define the tolerance for variation in their values
double difference = Math.Abs(double1 * .00001);

// Compare the values
// The output to the console indicates that the two values are equal
if (Math.Abs(double1 - double2) <= difference)
   Console.WriteLine("double1 and double2 are equal.");
else
   Console.WriteLine("double1 and double2 are unequal.");

- tvorez

3

double（小写）只是System.Double的别名，因此它们完全相同。

原因请参见二进制浮点数和.NET。简而言之：double不是一个精确的类型，"x"和"0.1"之间微小的差异会使其出错。

- Hans Keﬆing

编辑队列已满，因此我会在此处发布新链接：https://csharpindepth.com/Articles/FloatingPoint - pogosama

3

由于浮点数的舍入和内部表示问题，精确比较浮点数值并不总是有效。

尝试使用不精确比较：

if (x >= 0.099 && x <= 0.101)
{
}

另一种选择是使用十进制数据类型。

- user151323

2

双精度浮点数（在某些语言中称为float）由于舍入问题而存在问题，仅适用于需要近似值的情况。

十进制数据类型可以满足您的需求。

在.NET C#中，decimal和Decimal是相同的，double和Double类型也是相同的，它们都指向同一类型（decimal和double非常不同，正如您所见）。

请注意，Decimal数据类型有一些相关成本，因此如果您正在查看循环等内容，请谨慎使用。

- Timothy Walters

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可以查看英文原文，
原文链接

- Vilx- · Accepted Answer

这是由于计算机存储浮点数值的方式导致的标准问题。在此搜索“浮点数问题”，可以找到大量信息。

简而言之，浮点数/双精度无法准确存储0.1。它总是会有一点偏差。

您可以尝试使用decimal类型来以十进制表示方式存储数字。因此，0.1将能够被精确地表示。

您想知道原因：

浮点数/双精度以二进制小数形式存储，而不是十进制小数形式。举个例子：

用十进制表示的12.34意味着

1 * 10¹ + 2 * 10⁰ + 3 * 10^-1 + 4 * 10^-2

计算机以相同的方式存储浮点数，只是使用基数为2：10.01表示

1 * 2¹ + 0 * 2⁰ + 0 * 2^-1 + 1 * 2^-2

现在，您可能知道有一些数字无法用我们的十进制表示法完全表示。例如，在十进制表示法中，1/3是0.3333333…。在二进制表示法中同样存在这种情况，只是无法表示的数字不同。其中之一是数字1/10。在二进制表示法中，其为0.000110011001100…。

由于二进制表示法无法精确存储它，因此以四舍五入的方式进行存储。这就是您的问题所在。