Float - Сравнение вещественных чисел в Golang

При работе с вещественными числами, или числами с плавающей запятой, могут быть несоответствия при сравнении двух значений, что кажутся одинаковыми. В отличие от целых чисел, IEEE вещественные значения являются «приблизительными». Необходимость конвертации чисел в подходящую для хранения в памяти компьютера форму приводит к небольшим неточностям вследствие округления. К примеру, значение 1.3 может быть представлено в виде 1.29999999999. Сравнение может осуществляться с допустимым отклонением. Для сравнения чисел с произвольной точностью нужен пакет big.

Как сравнить вещественные числа float в Go?

1. Создайте файл tolerance.go со следующим содержимым:

Премиум 👑 канал по Golang

Рекомендуем вам супер TELEGRAM канал по Golang где собраны все материалы для качественного изучения языка. Удивите всех своими знаниями на собеседовании! 😎

Подписаться на канал

Уроки, статьи и Видео

Мы публикуем в паблике ВК и Telegram качественные обучающие материалы для быстрого изучения Go. Подпишитесь на нас в ВК и в Telegram. Поддержите сообщество Go программистов.

Go в ВК ЧАТ в Telegram

package main

import (
	"fmt"
	"math"
)

const da = 0.29999999999999998889776975374843459576368331909180
const db = 0.3

func main() {

	daStr := fmt.Sprintf("%.10f", da)
	dbStr := fmt.Sprintf("%.10f", db)

	// Во время форматирования числа в строку
	// оно округляется до 3.
	fmt.Printf("Строки %s = %s равны: %v \n", daStr, dbStr, dbStr == daStr)

	// Числа не равны
	fmt.Printf("Числа равны: %v \n", db == da)

	// Точность вещественных значений 
	// ограничена. Для сравнения float
	// лучше использовать сравнение с допуском.
	fmt.Printf("Числа равны с учетом ДОПУСКА: %v \n", Equals(da, db))

}

const TOLERANCE = 1e-8

// Equals сравнивает вещественные числа
// с допуском 1e-8
func Equals(numA, numB float64) bool {
	delta := math.Abs(numA - numB)
	if delta < TOLERANCE {
		return true
	}
	return false
}

package main

import (

"fmt"

"math"

)

const da = 0.29999999999999998889776975374843459576368331909180

const db = 0.3

func main() {

daStr := fmt.Sprintf("%.10f", da)

dbStr := fmt.Sprintf("%.10f", db)

// Во время форматирования числа в строку

// оно округляется до 3.

fmt.Printf("Строки %s = %s равны: %v \n", daStr, dbStr, dbStr == daStr)

// Числа не равны

fmt.Printf("Числа равны: %v \n", db == da)

// Точность вещественных значений

// ограничена. Для сравнения float

// лучше использовать сравнение с допуском.

fmt.Printf("Числа равны с учетом ДОПУСКА: %v \n", Equals(da, db))

}

const TOLERANCE = 1e-8

// Equals сравнивает вещественные числа

// с допуском 1e-8

func Equals(numA, numB float64) bool {

delta := math.Abs(numA - numB)

if delta < TOLERANCE {

return true

}

return false

}

2. Запустите код в терминале через go run tolerance.go;
3. Посмотрите на вывод:

Строки 0.3000000000 = 0.3000000000 равны: true 
Числа равны: false 
Числа равны с учетом ДОПУСКА: true

Строки 0.3000000000 = 0.3000000000 равны: true

Числа равны: false

Числа равны с учетом ДОПУСКА: true

4. Создайте файл big.go со следующим содержимым:

package main

import (
	"fmt"
	"math/big"
)

var da float64 = 0.299999992
var db float64 = 0.299999991

var prec uint = 32
var prec2 uint = 16

func main() {

	fmt.Printf("Сравнение float64 с '==' равно: %v\n", da == db)

	daB := big.NewFloat(da).SetPrec(prec)
	dbB := big.NewFloat(db).SetPrec(prec)

	fmt.Printf("A: %v \n", daB)
	fmt.Printf("B: %v \n", dbB)
	fmt.Printf("Сравнение big.Float с точностью: %d : %v\n", prec, daB.Cmp(dbB) == 0)

	daB = big.NewFloat(da).SetPrec(prec2)
	dbB = big.NewFloat(db).SetPrec(prec2)

	fmt.Printf("A: %v \n", daB)
	fmt.Printf("B: %v \n", dbB)
	fmt.Printf("Сравнение big.Float с точностью: %d : %v\n", prec2, daB.Cmp(dbB) == 0)

}

package main

import (

"fmt"

"math/big"

)

var da float64 = 0.299999992

var db float64 = 0.299999991

var prec uint = 32

var prec2 uint = 16

func main() {

fmt.Printf("Сравнение float64 с '==' равно: %v\n", da == db)

daB := big.NewFloat(da).SetPrec(prec)

dbB := big.NewFloat(db).SetPrec(prec)

fmt.Printf("A: %v \n", daB)

fmt.Printf("B: %v \n", dbB)

fmt.Printf("Сравнение big.Float с точностью: %d : %v\n", prec, daB.Cmp(dbB) == 0)

daB = big.NewFloat(da).SetPrec(prec2)

dbB = big.NewFloat(db).SetPrec(prec2)

fmt.Printf("A: %v \n", daB)

fmt.Printf("B: %v \n", dbB)

fmt.Printf("Сравнение big.Float с точностью: %d : %v\n", prec2, daB.Cmp(dbB) == 0)

}

5. Запустите код в терминале через go run big.go;
6. Посмотрите на вывод:

Сравнение float64 с '==' равно: false
A: 0.299999992 
B: 0.299999991 
Сравнение big.Float с точностью: 32 : false
A: 0.3 
B: 0.3 
Сравнение big.Float с точностью: 16 : true

Сравнение float64 с '==' равно: false

A: 0.299999992

B: 0.299999991

Сравнение big.Float с точностью: 32 : false

A: 0.3

B: 0.3

Сравнение big.Float с точностью: 16 : true

Функции для сравнивания Float между собой в Golang

Первый способ сравнения вещественных чисел без использования встроенных пакетов (шаги 1-5) требует задействования так называемой константы EPSILON. Это небольшое значение разницы (дельты) между числами, что позволит считать их равными. Константа может быть со значением около 1е-8, чего достаточно для определения точности.

Второй вариант не только более сложный, но и более полезный для дальнейшей работы с вещественными числами. Пакет math/big предлагает тип Float, что можно настроить для данной точности. Преимущество данного пакета в том, что точность здесь может быть выше, нежели точность типа float64. По этой причине значения небольшой точности использовались для примера округления и сравнения данной точности.

Обратите внимание, что числа da и db равны при использовании 16-битной точности, но не равны при использовании 32-битной точности. Максимальную настраиваемую точность можно получить из константы big.MaxPrec.

Vasile Buldumac

Администрирую данный сайт с целью распространения как можно большего объема обучающего материала для языка программирования Go. В IT с 2008 года, с тех пор изучаю и применяю интересующие меня технологии. Проявляю огромный интерес к машинному обучению и анализу данных.

E-mail: vasile.buldumac@ati.utm.md

Образование

Технический Университет Молдовы (utm.md), Факультет Вычислительной Техники, Информатики и Микроэлектроники

2014 — 2018 Universitatea Tehnică a Moldovei, ИТ-Инженер. Тема дипломной работы «Автоматизация покупки и продажи криптовалюты используя технический анализ»
2018 — 2020 Universitatea Tehnică a Moldovei, Магистр, Магистерская диссертация «Идентификация человека в киберпространстве по фотографии лица»