C++中的数值比较技巧
2023-07-12 04:28:14
深夜i
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C++
数值比较
技巧
浮点数精度
epsilon值
C++是一种功能强大的编程语言，但在进行数值比较时，许多程序员都会遇到一些棘手的问题。在本文中，我们将介绍一些C++中的数值比较技巧，以帮助您更好地处理这些问题。
首先，让我们看一下常见的数值比较问题：浮点数比较。在C++中，浮点数的精度是不可避免的，因为计算机不能精确地表示无限数量的实数。因此，在比较浮点数时，我们必须充分考虑这一点。
一种常见的误解是，通过将两个浮点数相减得到的结果与一个很小的值（例如1e-9）进行比较可以解决浮点数比较问题。虽然这种解决方案在某些情况下有用，但并非总是有效，原因在于成对浮点数相加或相减可能会导致舍入误差累积并最终得到错误的结果。因此，我们需要更可靠的方式来比较浮点数。
更可靠的方式是使用epsilon值或ULP（Unit of Least Precision）比较。UPL是指计算机表示的相邻浮点数之间的距离。在C++中，可以使用std :: numeric_limits :: epsilon（）函数获取最小的可表示增量，std :: numeric_limits :: min（）函数获取机器最小的表示数，并使用它们来比较浮点数。
示例代码：
if (abs(a - b) < std::numeric_limits<double>::epsilon())
std::cout << "a and b are equal" << std::endl;
else
std::cout << "a and b are not equal" << std::endl;同时，对于更复杂的情况，可以使用approx库或catch2库来帮助进行更精确的浮点数比较。
除了浮点数比较问题，有时候我们还需要比较unsigned值和signed值。因为当我们将unsigned值与signed值相加、减或乘时，结果通常会被转换为无符号形式。这会导致可能出现的整数下溢和错误结果。
解决这种问题的方法是将带符号数转换为无符号数，或者使用C++20中的std :: compare_three_way函数。后者比较两个值并返回三个值之一：-1表示第一个值小于第二个值，0表示两个值相等，1表示第一个值大于第二个值。
示例代码：
unsigned a = 100;
int b = -50;
unsigned c = static_cast<unsigned>(b);
if (a < c)
std::cout << "a is less than c" << std::endl;
else if (a > c)
std::cout << "a is greater than c" << std::endl;
else
std::cout << "a and c are equal" << std::endl;
int result = std::compare_three_way(a, c);
if (result == -1)
std::cout << "a is less than c" << std::endl;
else if (result == 1)
std::cout << "a is greater than c" << std::endl;
else
std::cout << "a and c are equal" << std::endl;最后，我们还需要注意在进行字符串比较时的问题。在C++中，您不能直接使用'=='运算符比较字符串。相反，您应该使用std :: string :: compare函数或其他字符串比较函数来比较两个字符串之间的字典顺序。
示例代码：
std::string str1 = "hello";
std::string str2 = "world";
if (str1.compare(str2) < 0)
std::cout << "str1 is less than str2" << std::endl;
else if (str1.compare(str2) > 0)
std::cout << "str1 is greater than str2" << std::endl;
else
std::cout << "str1 and str2 are equal" << std::endl;总之，由于数值比较在程序中非常普遍，因此我们必须谨慎处理这些问题，并了解各种技巧以避免产生错误的结果。希望本文能帮助您更好地理解C++中的数值比较技巧。
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