快捷導(dǎo)航

Java正確比較浮點數(shù)的方法

更新時間：2020年11月09日 09:00:34 作者：平醬

這篇文章主要介紹了Java正確比較浮點數(shù)的方法，幫助大家更好的利用Java比較浮點數(shù)數(shù)據(jù)，感興趣的朋友可以了解下

看下面這段代碼，將 d1 和 d2 兩個浮點數(shù)進行比較，輸出的結(jié)果會是什么？

double d1 = .1 * 3;
double d2 = .3;
System.out.println(d1 == d2);

按照正常邏輯來看，d1經(jīng)過計算之后的結(jié)果應(yīng)該是0.3，最后打印的結(jié)果應(yīng)該是 true，對吧？但是運行一下就會發(fā)現(xiàn)結(jié)果并不是 true 而是 false 。

輸出一下 d1，發(fā)現(xiàn)得到的答案不是想象中的 0.3 而是 0.30000000000000004，所以和 d2 進行比較結(jié)果自然是 false

如何正確地比較浮點數(shù)（單精度的 float 和雙精度的 double），不單單是 Java 特定的問題，在計算機的內(nèi)存中，存儲浮點數(shù)時使用的是 IEEE 754 標(biāo)準(zhǔn)，就會有精度的問題。

存儲和轉(zhuǎn)換的過程中浮點數(shù)容易引起一些較小的舍入誤差，正是這個原因，導(dǎo)致在比較浮點數(shù)的時候，不能使用“==”操作符——要求嚴(yán)格意義上的完全相等。

那么如何正確的比較浮點數(shù)呢？這里有兩種方案。

第一種方案是允許兩個值之間存在一點誤差（指定一個閾值），使用 Math.abs() 方法來計算兩個浮點數(shù)之間差異的絕對值，如果這個差異在閾值范圍之內(nèi)，我們就認(rèn)為兩個浮點數(shù)是相等的。

final double THRESHOLD = .0001;

double d1 = .1 * 3;
double d2 = .3;

if(Math.abs(d1-d2) < THRESHOLD) {
	System.out.println("d1 和 d2 相等");
} else {
	System.out.println("d1 和 d2 不相等");
}

Math.abs() 方法用來返回 double 的絕對值，如果 double 小于 0，則返回 double 的正值，否則返回 double。也就是說，abs() 后的結(jié)果絕對大于 0，如果結(jié)果小于閾值（THRESHOLD），我們就認(rèn)為 d1 和 d2 相等。

第二種方案是使用 BigDecimal 類，可以指定要舍入的模式和精度，這樣就可以解決舍入的誤差。

以使用 BigDecimal 類的 compareTo() 方法對兩個數(shù)進行比較，該方法將會忽略小數(shù)點后的位數(shù)，怎么理解這句話呢？比如說 2.0 和 2.00 的位數(shù)不同，但它倆的值是相等的。

a.compareTo(b) 如果 a 和 b 相等，則返回 0，否則返回 -1。

tips: 不要使用 equals() 方法對兩個 BigDecimal 對象進行比較，這是因為 equals() 方法會考慮位數(shù)，如果位數(shù)不同，則會返回 false，盡管數(shù)學(xué)值是相等的。

BigDecimal a = new BigDecimal("2.00");
BigDecimal b = new BigDecimal("2.0");

System.out.println(a.equals(b));
System.out.println(a.compareTo(b) == 0);

上面的代碼中 a.equals(b) 的結(jié)果就為 false，因為 2.00 和 2.0 小數(shù)點后的位數(shù)不同，但 a.compareTo(b) == 0 的結(jié)果就為 true，因為 2.00 和 2.0 在數(shù)學(xué)層面的值的確是相等的。

compareTo() 方法比較的過程非常嚴(yán)謹(jǐn)，源碼如下：

private int compareMagnitude(BigDecimal val) {
  // Match scales, avoid unnecessary inflation
  long ys = val.intCompact;
  long xs = this.intCompact;
  if (xs == 0)
    return (ys == 0) ? 0 : -1;
  if (ys == 0)
    return 1;

  long sdiff = (long)this.scale - val.scale;
  if (sdiff != 0) {
    // Avoid matching scales if the (adjusted) exponents differ
    long xae = (long)this.precision() - this.scale;  // [-1]
    long yae = (long)val.precision() - val.scale;   // [-1]
    if (xae < yae)
      return -1;
    if (xae > yae)
      return 1;
    if (sdiff < 0) {
      // The cases sdiff <= Integer.MIN_VALUE intentionally fall through.
      if ( sdiff > Integer.MIN_VALUE &&
          (xs == INFLATED ||
              (xs = longMultiplyPowerTen(xs, (int)-sdiff)) == INFLATED) &&
          ys == INFLATED) {
        BigInteger rb = bigMultiplyPowerTen((int)-sdiff);
        return rb.compareMagnitude(val.intVal);
      }
    } else { // sdiff > 0
      // The cases sdiff > Integer.MAX_VALUE intentionally fall through.
      if ( sdiff <= Integer.MAX_VALUE &&
          (ys == INFLATED ||
              (ys = longMultiplyPowerTen(ys, (int)sdiff)) == INFLATED) &&
          xs == INFLATED) {
        BigInteger rb = val.bigMultiplyPowerTen((int)sdiff);
        return this.intVal.compareMagnitude(rb);
      }
    }
  }
  if (xs != INFLATED)
    return (ys != INFLATED) ? longCompareMagnitude(xs, ys) : -1;
  else if (ys != INFLATED)
    return 1;
  else
    return this.intVal.compareMagnitude(val.intVal);
}

接下來，用 BigDecimal 來解決開頭的問題。

BigDecimal d1 = new BigDecimal("0.1");
BigDecimal three = new BigDecimal("3");
BigDecimal d2 = new BigDecimal("0.3");

d1 = d1.multiply(three);

System.out.println("d1 = " + d1);
System.out.println("d2 = " + d2);
System.out.println(d1.compareTo(d2));

程序輸出的結(jié)果如下：