长点心吧！别再用"=="比较浮点数了-技术圈

大家好，我是胖虎。前几天群内有个小伙伴去面试，在做笔试题的时候在这里掉坑里了。

float a1 = 0.1f;
double a2 = 0.1;
System.out.println((a1 - a2) == 0.0);

float b1 = 0.125f;
double b2 = 0.125;
System.out.println((b1 - b2) == 0.0);

double c1 = 0.625;
double c2 = 0.5;
double c3 = 0.375;
System.out.println((c1 - c2) == (c2 - c3));

double d1 = 0.8;
double d2 = 0.6;
double d3 = 0.4;
System.out.println((d1 - d2) == (d2 - d3));

大家可以先考虑一下最终的输出结果是怎么样的？

正确的答案为

false
true
true
false

这是因为在处理浮点数的时候如果操作不当很容易造成精度丢失，我们可以模拟一个发红包的场景。

一个红包中有0.5元，4个人每人从里面拿走了0.1元。

不要问我为啥钱这么少，因为我...

用代码来输出还剩多少钱。。。

double d1 = .5;
for (int i = 0; i < 4; i++) {
 d1 -= .1;
}
// 输出余额
System.out.println(d1);

非常简单的一个减法运算，但是执行之后却发现，输出的结果并不是0.1，而是0.10000000000000003

这就是我们常见的精度丢失问题，并不是Java语言才有这种的问题，很多语言都会遇到这样的问题。这是因为他们都遵循了IEEE 754标准，即：IEEE二进制浮点数算术标准（IEEE 754）。

编码方式是符号+阶码+尾数，如图：

比如 float 类型来具体，我们都知道它占用 32 位，单精度浮点表示法如下：

符号位（sign）占用 1 位，用来表示正负数，0 表示正数，1 表示负数
指数位（exponent）占用 8 位，用来表示指数，实际要加上偏移量
小数位（fraction）占用 23 位，用来表示小数，不足位数补 0

由此可以看出，指数位决定了代销范围，小数位决定了它的精度。当在计算机中进行计算时，十进制转化为二进制表达式后，得到的尾数会很长很长。

而实际显示的尾数十倍截取或执行舍入后的近似值。这样就解释清楚了浮点数计算不准确的问题。

同理由于上述原因的存在，在对浮点数进行比较的时候非常不建议使用 ==，因为精度问题，往往会返回不符合与其的结果。当然也不能使用包装类型的equals

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

上面的例子中，按照正常的逻辑来说.1 * 3 结果是 0.3 。所以最终的结果应该是True。

然而执行之后结果确实False，d1最终的值并不是 0.3 而是0.30000000000000004。

问题的原因我们已经知道了，那遇到浮点数的时候该如何正确的进行比较呢？

常用的方法有两种

1、规定误差区间

虽然我们无法做到精确的比较，但是我们可以确定一个误差范围，只要小于这个误差范围，我们就可以它们是相等的。

final double threshold = .00001;
double d1 = .1 * 3;
double d2 = .3;
if (Math.abs(d1 - d2) < threshold) {
    System.out.println("d1 = d2");
} else {
    System.out.println("d1 != d2");
}

通过设定一个阈值threshold，然后对两个变量求绝对值，如果差值小于这个阈值，则默认相等.

2、使用BigDecimal的compareTo()

BigDecimal是在java.math中的一个API，用来对超过16位有效位的数字进行精确运算的类。在涉及到交易等商业运算中建议使用BigDecimal.

当使用它进行运算时，传统的 +、-、*、/ 是不能使用的，需要使用其对应的方法

BigDecimal b1 = new BigDecimal("0.1");
BigDecimal b2 = new BigDecimal("2");
b1.add(b2); // b1 + b2 
b1.subtract(b2);    // b1 - b2
b1.multiply(b2);    // b1 * b2
b1.divide(b2);  // b1 ÷ b2

另外，在使用DigDecimal创建对象的时候，需要注意的是

使用的参数不要使用构造参数为double的，要使用string的构造方法！！！

使用string的构造方法，是为了防止精度丢失。

在进行比较的时候，刻意使用Decimal的compareTo()方法或者 equals方法。

在使用a.compareTo(b)的时候，返回结果如下

a < b ：返回-1
a = b ：返回0
a > b ：返回1

还是最开始的例子，改写成BigDeciaml的方式

import java.math.BigDecimal;

BigDecimal b1 = new BigDecimal("0.1");
b1 = b1.multiply(new BigDecimal("3"));

BigDecimal b2 = new BigDecimal("0.3");
System.out.println(b1.compareTo(b2));
System.out.println(b1.equals(b2));

执行之后，均返回True

还有一点值得注意的，BigDecimal.equals（）进行比较的时候会考虑位数，比如

BigDecimal b1 = new BigDecimal("0.10");
BigDecimal b2 = new BigDecimal("0.1");

b1的值为0.10，按照正常逻辑应该与b2的0.1是相等的，但是运行发现

BigDecimal b1 = new BigDecimal("0.10");
BigDecimal b2 = new BigDecimal("0.1");
System.out.println(b1.compareTo(b2)); // 0
System.out.println(b1.equals(b2)); // false

因此，相比于equals，compareTo更严谨一点。

写在最后，相信很多同学在这个地方踩过坑，所以在日常写代码的时候如果需要对浮点数（double/float）进行判断时，千万不要使用== 进行判断，为了避免精度和位数问题，建议使用BigDecimal来代替。


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长点心吧！别再用"=="比较浮点数了

1、规定误差区间

2、使用BigDecimal的compareTo()

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