float類型與0比較詳解

我們先看一段程序:

  1. # include <iostream>

  2. using namespace std;

  3. void main()

  4. {

  5. float a = 1.0004f;

  6. float d = 1.0003999f;

  7. if( d == a)

  8. cout<<"float a == c";

  9. else

  10. cout<<"float a != c";

  11. cout<<endl;

  12. }

 

從賦值上看,變量a與變量d明顯不相等,運行程序,結果是



float a == c

這是爲何?跟蹤調試,發現在內存中變量a和變量d的實際取值爲:

a    1.0003999    float

d    1.0003999    float

也就是說在內存中,float 變量a的值爲1.004其在內存中是表示爲1.0003999,所以變量a和變量d相等了。因此應該如何正確比較,我們先複習一下float和double這兩種數據類型;

類型 比特數 有效數字 數值範圍

float 32 6-7 -3.4*10(-38)~3.4*10(38)

double 64 15-16 -1.7*10(-308)~1.7*10(308)

long double 128 18-19 -1.2*10(-4932)~1.2*10(4932)

簡單來說,Float爲單精度,內存中佔4個字節,有效數位是7位(因爲有正負,所以不是8位,這個從跟蹤調試結果可以看出);double爲雙精度,佔8個字節,有效數位是16位;例如在VC中,double x =1.000015121212;在內存中的實際值爲:1.0000151212120001。 還有需要注意的是:在C和C++中,如下賦值語句

float a=0.1;

編譯器報錯:warning C4305: ‘initializing’ : truncation from ‘const double ‘ to ‘float ‘

原因:

在C/C++中,上述語句等號右邊0.1,編譯器默認以爲它是個float,於是就出現長類型轉變爲短類型,一般改成0.1f就沒事了。 通常的做法,經常使用double,而不喜歡使用float。

那麼應該如何比較纔好?讀者可以參考這篇文章

浮點數的比較 在數學運算當中經常會涉及到判斷兩個數是否相等的情況 對於整數很好處理 A==B這樣的一個語句就可以解決全部的問題 但是對於浮點數是不同的;

首先,浮點數在計算機當中的二進制表達方式就決定了大多數浮點數都是無法精確的表達的 現在的計算機大部分都是數字計算機,不是模擬機,數字機的離散化的數據表示方法自然無法精確表達大部分的數據量的。

其次,計算機浮點數的精度在單精度float類型下,只有7位,在進行浮點運算的時候,這個精度往往會導致運算的結果和實際期望的結果之間有誤差 因爲前兩個原因,我們很難用 A==B來判定兩個浮點數是否相同 很自然,我們可以想到 fabs(A-B) < epsilon 這樣的一種判別方法 但是這種判別方法穩妥嗎? 它也不穩妥。

首先, epsilon是一個絕對的數據,也就是誤差分析當中說說的絕對誤差 使用一個固定的數值,對於float類型可以表達的整個數域來說是不可以的 比如epsilon取值爲0.0001,而a和b的數值大小也是0.0001附近的,那麼顯然不合適 另外對於a和b大小是10000這樣的數據的時候,它也不合適,因爲10000和10001也可以認爲是相等的呢 適合它的情況只是a或者b在1或者0附近的時候 既然絕對誤差不可以,那麼自然的我們就會想到了相對誤差

bool IsEqual(float a, float b, float relError )

{

       return ( fabs ( (a-b)/a ) < relError ) ? true : false;

}

這樣寫還不完善,因爲是拿固定的第一個參數做比較的,那麼在調用 IsEqual(a, b, relError ) 和 IsEqual(b, a, relError ) 的時候,可能得到不同的結果 同時如果第一個參數是0的話,就有可能是除0溢出 這個可以改造 把除數選取爲a和b當中絕對數值較大的即可

bool IsEqual(float a, float b, relError )

{

          if (fabs(a) relError ) ? true : false; return (fabs( (a-b)/b) > relError ) ? true : false;

};

使用相對誤差就很完善嗎? 也不是, 在某些特殊情況下, 相對誤差也不能代表全部 比如在判斷空間三點是否共線的時候,使用判斷點到另外兩個點形成的線段的距離的方法的時候 只用相對誤差是不夠的,應爲線段距離可能很段,也可能很長,點到線段的距離,以及線段的長度做綜合比較的時候,需要相對誤差和絕對誤差結合的方式纔可以 相對完整的比較算法應該如下:

bool IsEqual(float a, float b, float absError, float relError )

{

if (a==b) return true;

if (fabs(a-b)b) return (fabs((a-b)/a>relError ) ? true : false; return (fabs((a-b)/b>relError ) ? true : false;

}

這樣才相對完整 。

這篇文章講得比較多,對於大部分應用來說,(這裏考慮float   x 與0比較)這樣寫就行:

const  float  EPSINON = 0.00001;//這是精度要求

if((x > = –EPSINON )&& (X<= EPSINON))

轉載http://ordinarysky.cn/?p=191

 

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