JAVA - 判断两个浮点数相等

背景知识

floatdouble型是JAVA的基本类型,用于浮点数表示,在JAVAfloat4个字节32位,double8个字节64位,一般比较适合用于工程测量计算中,其在内存里的存储结构如下:

float 
符号位(1 bit) 
指数(8 bit) 
尾数(23 bit) 
double 
符号位(1 bit) 
指数(11 bit) 
尾数(52 bit) 
注意:从左到右是从低位到高位,而在计算机内部是采用逆序存储的。 

JAVAfloatdouble型是不能被计算机精确存储的。double类型数据1.10举例计算机如何将浮点型数据转换成二进制存储: 
整数部分1,转换成二进制1

小数部分:0.1 
0.1*2=0.2取整数部分0,基数=0.2 
0.2*2=0.4取整数部分0,基数=0.4 
0.4*2=0.8取整数部分0,基数=0.8 
0.8*2=1.6取整数部分1,基数=1.6-1=0.6 
0.6*2=1.2取整数部分1,基数=1.2-1=0.2 
0.2*2=0.4取整数部分0,基数=0.4 
···

直至基数为0。

1.1用二进制表示为:1.000110……,即0.1 = 0*2^(-1)+0*2^(-2)+0*2^(-3)+1*2^(-4)+……而double型小数部分只有52位,当向后计算 52位后基数还不为0,后面的部分只能舍弃,从这里可以看出float型、double型并不能准确表示每一位小数。

因此。程序中应尽量避免浮点数的比较在循环中,检测两个浮点数是否相等需要格外小心,如下的for循环可能永远不会结束:

for(double i = 0; i != 10; i += 0.1);

浮点数能表示的精度是有限的,在计算过程中不可避免的会出现截尾而损失精度,所以如果要判断一个浮点数double_x是否等于0,用double_x == 0这样的判断是不合适的,如果double_x是一系列计算的结果或者是外部传感器的输入值,那么它几乎不可能是0,它大概率是一个接近0的小数,比如0.000002,

比较double数据是否相等的方法

方法一:精度要求不高,比如因为传感器有误差,小于0.001的数都可以认为等于0,那么就定义epsilon = 0.001:

final double epsilon = 0.001; 
double double_x = 0.0;
if(Math.abs(double_x - 0) < epsilon) 
{
    System.out.println("true");
}

方法二:转换成字符串之后用equals方法比较 

如果要比较的两个double数据的字符串精度相等,可以将数据转换成String然后借助String的equals方法来间接实现比较两个double数据是否相等。

Double.toString(double_x).equals(Double.toString(double_y))

注意这种方法只适用于比较精度相同的数据,并且是只用用于比较是否相等的情况下,不能用来判断大小。
方法三:转换成Long之后用==方法比较

使用Sun提供的Double.doubleToLongBits()方法,该方法可以将double转换成long型数据,从而可以使double按照long的方法(<, >, ==)判断是否大小和是否相等。

Double.doubleToLongBits(0.01) == Double.doubleToLongBits(0.01)
Double.doubleToLongBits(0.02) > Double.doubleToLongBits(0.01)
Double.doubleToLongBits(0.02) < Double.doubleToLongBits(0.01) 

方法四:使用BigDecimal类型equals方法或compareTo方法

类加载:

import java.math.BigDecimal;

使用字符串形式floatdouble构造BigDecimalBigDecimal(String val)。BigDecimal的euquals方法是先判断要比较的数据类型,如果对象类型一致前提下同时判断精确度(scale)和值是否一致;compareTo方法则不会比较精确度,把精确度低的那个对象转换为高精确度,只比较数值的大小。

System.out.println(new BigDecimal("1.2").equals(new BigDecimal("1.20")));  //输出false  
System.out.println(new BigDecimal("1.2").compareTo(new BigDecimal("1.20")) == 0); //输出true  
    		          
System.out.println(new BigDecimal(1.2).equals(new BigDecimal("1.20"))); //输出false
System.out.println(new BigDecimal(1.2).compareTo(new BigDecimal("1.20")) == 0); //输出false  
    		     
System.out.println(new BigDecimal(1.2).equals(new BigDecimal(1.20))); //输出true  
System.out.println(new BigDecimal(1.2).compareTo(new BigDecimal(1.20)) == 0);//输出true 

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