比较浮点数时,我被绊倒了

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1.简单的比较,预期的结果

一天,我在飞快的写代码,当然这个"飞快"我打上了引号, 因为手速奇快吗?并没有。

我遇到一个非常普通的场景,对于码农多年的我老说,应该是小菜一碟了。

然而,这次不一样,我被比较浮点数,绊倒了。

简单描述下场景: 大概的业务逻辑是这样的, 在一个判断告警的逻辑里,需要判断某个值在小于0.9时,就进行告警动作。

代码如下:

csharp 复制代码
bool IsAlarm(float a)
{
 return a<0.9;
}

//不相干的业务逻辑,简化下。。。
if(IsAlarm(a)){
  Console.WriteLine("嘀嘀嘀,报警了!");
}

写完了代码,就转给测试了,然后反馈说不该报警的时候报警了。

这是什么鬼啊?

Review了N遍代码,也找不到原因是啥。

2.写单元测试

由于业务场景复杂,又不方便调试,因此,实在打不开思路的我,开始折腾起单元测试。

csharp 复制代码
[Fact]
public void TestAlarmSuccess()
{
	var a = 0.9F;
	var ret = IsAlarm(a);
	Assert.False(ret);
}

元凶终于浮出了水面,竟然时浮点比较出了问题。经过反复确认和排查,的的确确是

复制代码
0.9F < 0.9

顺便说一嘴,这里用的是C#, 0.9F 是单精度浮点数,而 0.9 默认应该是 双精度浮点数。

看到这里,聪明的你是不是恍然大悟了!

如果你还是不明白, 那么跟着我再来探究探究其中的奥秘。

3. 原因说明

由于无知,我甚至跑到了github上提了一个issue,哦哦,大神给了我这样的解释。

这是预期的结果! 更多的信息,可以参考: IEEE Standard for Floating-Point Arithmetic

看下面的例子:

csharp 复制代码
float data = 0.9F;
var firstComparisonValue = 0.9;
var secondComparisonValue = 0.9F;
Console.WriteLine(data < firstComparisonValue);
// return true

Console.WriteLine(data < secondComparisonValue);
// return false

Console.WriteLine(data == secondComparisonValue);
// return true

Console.WriteLine($"Data Value: {data.ToString("F99")}");
Console.WriteLine($"First Comparison Value: >{firstComparisonValue.ToString("F99")}");
Console.WriteLine($"Second Comparison Value: >{secondComparisonValue.ToString("F99")}"); ```

输出结果:

True

False

True

Data Value: 0,899999976158142089843750000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

First Comparison Value: 0,900000000000000022204460492503130808472633361816406250000000000000000000000000000000000000000000000

Second Comparison Value: 0,899999976158142089843750000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
正如你看到的那样,double 类型的值是大于float类型的值的.

总结

比较数字的时候, 先强制转换成统一类型的数字,然后比较,才会得到你预期的结果。

否则,你就需要了解更多的IEEE规范知识,要不然一不小心,就掉到了坑里。

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