测试浮点数是否等于0.0安全吗？

Question

我知道由于精度误差，测试浮点数是否相等是很危险的，但测试是否为零安全吗？ 我可以想到一些情况，例如在算法中优化特殊情况时，您会想要这样做。 问题涉及浮点数，但我认为答案也适用于双精度浮点数。

考虑以下代码：

float factor = calculateFactor();
if(factor != 0.0f)
    applyComplexAlgorithm(factor);

- Emil Eriksson

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我不会仅仅为了有一个被接受的答案而接受答案，实际上必须有一个我认为完全回答了问题的答案。 - Emil Eriksson

Answer 1

就安全性而言，如果将值明确设置为0.0f，则它将在那里返回true。

但是，从计算结果中得出的值并不能保证完全等于0.0f，因此从这个意义上说，它并不安全。

因此，您实际上是将0.0f作为一种特殊的魔法值来使用，而不是与零进行真正的比较。

- supermem613

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好的，这是一个不好的例子。在这种情况下，我真正想表达的是使用0.0f作为特殊值进行比较，这将被明确设置。我不知道为什么会想到这个例子，因为这甚至不是我要做的事情。 - Emil Eriksson

明白了。但是，避免在“常规”值中散布魔术值。它们会影响可发现性（例如，当您查看函数签名时，不明显它告诉您除因子外的任何内容），并且在测试（和使用！）API时也会使其更加复杂。相反，尝试重构，使此条件公开为另一个API，或者至少在API调用中明显（后者不太有用）。 - supermem613

Answer 2

不安全，因为calculateFactor()中的计算可能不会得出0.0，即使它在算术上应该如此。一个简单的例子：(0.4-0.1)-0.3，使用double进行计算结果是5.551115123125783e-17。

- Michael Borgwardt

Answer 3

这肯定是安全的，但你必须考虑它对算法的影响。如果您的算法使用factor作为除数（并且不检查除以零本身），那么在调用applyComplexAlgorithm(factor)之前检查factor != 0.0f是完全合理的。

现在，无论是否应该在使用factor之前检查小于某个epsilon值的值，完全取决于您的代码意义，不能仅通过提供的代码确定。

如果（如您在另一个评论中所暗示的）要使用特殊值0.0f作为表示特定含义（例如不能计算因子）的标志值，则使用==进行比较绝对安全。例如，下面的代码使用0.0f是确定性的，永远不会出现任何舍入误差：

float calculateFactor()
{
    int phase = moon_phase();
    if (phase == FULL) {  // whatever special case requires returning 0.0f
        return 0.0f;
    } else {
        return 1.0 + (phase * phase); // something that is never 0.0f
    }
}

float factor = calculateFactor();
if(factor != 0.0f)
    applyComplexAlgorithm(factor);

- Greg Hewgill