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【C语言】浮点数和0比较

【C语言】浮点数和0比较

文章目录

  • 一. 浮点数存储时是有精度损失的
  • 二. 浮点数不能直接进行 == 比较
  • 三. 使用精度来比较两个浮点数是否相等
  • 四. 浮点数和0比较

一. 浮点数存储时是有精度损失的

下面程序中我们打印一个浮点数的值

int main()
{double d = 3.6;printf("%.50f\\n", d);return 0;
}

观察到浮点数存储在内存空间中是有内存损失的:
【C语言】浮点数和0比较

二. 浮点数不能直接进行 == 比较

所有存储在内存中的浮点数都不能做到完全精确,如果拿它们进行计算,那误差更是在所难免。

int main()
{double x = 1.0;double y = 0.1;printf("%.50f\\n", x - 0.9);// 预计得到0.1printf("%.50f\\n", y);if ((x - 0.9) == y){printf("you can see me!\\n");}else{printf("oops!\\n");}return 0;
}

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三. 使用精度来比较两个浮点数是否相等

既然浮点数的误差在所难免,那么我们可以考虑两个浮点数相等的条件是:它们差值的绝对值是一个很小的数的话,那么可以说这两个浮点数是相等的。

我们可以自定义一个最小差值,或者叫最小精确度EPSILON,它的值是 0.0000001

#define EPSILON 0.0000001int main()
{double x = 1.0;double y = 0.1;printf("%.50f\\n", x - 0.9);printf("%.50f\\n", y);// 另一种写法:// if(((x - 0.9) - y) > -EPSILON && ((x - 0.9) - y) < EPSILON)if (fabs((x - 0.9) - y) < EPSILON){printf("you can see me!\\n");}else{printf("oops!\\n");}return 0;
}

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实际比较时,有各种各样的数据,这个最小精度我们不好掌握的话,可以使用系统提供的最小精度:

  • #define DBL_EPSILON 2.2204460492503131e-016 // smallest such that 1.0+DBL_EPSILON != 1.0
  • #define FLT_EPSILON 1.192092896e-07F // smallest such that 1.0+FLT_EPSILON != 1.0

四. 浮点数和0比较

上面我们知道了判断两个浮点数是否相等的方法就是看

if ( fabs(x - y) < DBL_EPSILON)

这个条件是否成立。

是否可以以此类推,判断一个浮点数 x 是否和 0 相等的话就是看

if ( fabs(x - 0) < DBL_EPSILON) 即 if ( fabs(x) < DBL_EPSILON)

下面用一段代码举例:

int main()
{double x = 0.000000000000000000000001;if (fabs(x) < DBL_EPSILON){printf("x == 0.0\\n");}else{printf("x != 0.0\\n");}return 0;
}

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还有一个问题,就是用绝对值和 DBL_EPSILON 进行比较时能否用 <= 呢?

我们在来看看 DBL_EPSILON 是怎么定义的:

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所有两个浮点数如果要相等,那它们差值的绝对值肯定是要小于DBL_EPSILON的,相等都不行。