摄影:产品经理下厨:产品经理
在以前的文章里面,我们已经讲到过,不仅仅是 Python,很多编程语言里面,浮点数都不一定是精确的。最常被用来作为例子的是:0.1 + 0.2
。在 Python 里面,这个加法的结果如下图所示:
因为这个原因,我们显然不能直接用等号判断两个浮点数是否相等,如下图所示:
在工程上,我们不要求绝对精确
,只要求足够精确
就可以了。所以,当我们要判断两个数是否相等时,只需要判断这两个数的差值是否小于某一个特定的值即可。例如:
0.30000000000000004 0.3
它们的差值是0.00000000000000004
,(十亿亿分之4),无论是测量重量还是测量长度,这个差异都可以忽略不计,因此可以认为0.30000000000000004
与0.3
在误差范围内是相等的。
如果大家去网上搜索某些判断浮点数是否相等的方法,你可能会发现下面这种写法:
def compare_float(a, b, precision): if abs(a - b) <= precision: returnTrue returnFalse
看起来似乎没有问题,例如我把 precision
设置为,这不就是判断a
,b
这两个数字的差值的绝对值小于吗?如果差值的绝对值小于这么小的一个精度值,不就说明可以判断他们相等吗?
但是等等,在代码里面,有一个<=
,这个符号的意思是小于或者等于
,有等于
在里面,所以if abs(a - b) <= precision
等价于if abs(a - b) < precision or abs(a - b) == precision
。
但是我们一开始就说明了,两个浮点数不能使用==
来判断是否相等,所以这里abs(a - b) == precision
得到的结果本来就是不准确的,怎么可以用不准确的结果来说明另一个不准确的结果?
所以,正确的做法,应该是把两边都扩大很多倍,让他们都变成整数再来对比。
例如我设置的精度为,那么我们就把两边同时乘以10^9
:
if1e9 * abs(a - b) <= 1: returnTrue
所以比较浮点数是否相等的代码应该改为:
def compare_float(a, b, precision): if precision == 0: return a == b elif precision < 0: raise Exception('precision 不能小于0') elif precision >= 1: if abs(a - b) <= precision: returnTrue else: if (1 / precision) * abs(a - b) <= 1: returnTrue returnFalse
当精度设定为0的时候,就是要求 a 和 b绝对相等,不能有误差,此时可以使用==
来进行判断。如果precision
大于1,那么此时可以直接判断。如果0 < precision < 1
,那么两边乘以,把浮点数对比转换为整数对比。
在 Python 3里面,我们有现成的库math.isclose
,它的用法如下:
>>> import math >>> math.isclose(0.1 + 0.2, 0.3) True
运行效果如下图所示:
math.isclose
默认的误差值是,你也可以增加一个参数人工指定:
>>> math.isclose(0.1 + 0.2, 0.3, rel_tol=1e-5)
这里设定误差值为。