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C++中如何判断两个浮点数是否相等?(通过设置精度阈值判断差值)

冰火之心

冰火之心

发布时间:2026-01-11 01:57:33

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来源于php中文网

原创

因为浮点数在计算机中以二进制近似存储,0.1等十进制小数无法精确表示,导致0.1+0.2!=0.3;应使用std::abs(a-b)

c++中如何判断两个浮点数是否相等?(通过设置精度阈值判断差值)

为什么不能直接用 == 比较两个 floatdouble

浮点数在计算机中以二进制近似存储,很多十进制小数(如 0.1)无法精确表示。直接用 == 判断会导致本该相等的值被判定为不等,比如 0.1 + 0.2 != 0.3 在 C++ 中返回 true

std::abs(a - b) 是最常用方法

核心思路是:判断两数之差的绝对值是否小于一个极小的正数 epsilon(即精度阈值)。关键在于选对 epsilon 的量级:

  • float,常用 1e-6fstd::numeric_limits::epsilon()(约 1.19e-7f
  • double,常用 1e-9std::numeric_limits::epsilon()(约 2.22e-16
  • std::numeric_limits::epsilon() 表示 1.0 可表示的最小增量,**不等于**通用误差容限,慎用于大数值比较
  • 若两数可能很大(如 1e10),应改用相对误差:std::abs(a - b)
#include 
#include 
#include 

bool float_equal(float a, float b, float eps = 1e-6f) { return std::abs(a - b) < eps; }

bool double_equal(double a, double b, double eps = 1e-9) { return std::abs(a - b) < eps; }

int main() { float x = 0.1f + 0.2f; std::cout << float_equal(x, 0.3f) << "\n"; // 输出 1 }

注意 NaN 和无穷值的特殊情况

NaN 与任何值(包括自身)用 ==std::abs 比较都为 false。若输入可能含 NaN,需先检查:

  • std::isnan(x) 判断是否为 NaN;若任一为 NaN,通常认为“不相等”
  • std::isinf(x) 检查无穷;若两者同为 +inf 或同为 -inf,可视为相等
  • 混合 inf 和有限值、或正负 inf 之间,不应视为相等

实际项目中建议封装成模板函数并处理边界

避免每次手写 std::abs 和阈值逻辑。模板能自动适配类型,但要注意 epsilon 默认值需随类型变化:

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  • 不要对所有浮点类型硬写同一个 1e-9
  • 使用 std::numeric_limits::epsilon() 时,记得它只适用于接近 1 的数;大数比较仍需缩放
  • 生产代码中常结合相对+绝对误差:“abs(a-b) ”

浮点比较没有银弹。阈值选太小会漏判,太大会误判;数值范围、计算路径、硬件精度都会影响合理取值——必须根据具体场景实测校准。

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