C语言中判断两浮点数相等的几种方法

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@小白创作中心

C语言中判断两浮点数相等的几种方法

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来源

https://docs.pingcode.com/baike/1078864

在C语言中，判断两个浮点数是否相等是一个常见的需求，但直接使用"=="运算符往往会导致不准确的结果。本文将详细介绍几种常用的浮点数比较方法，包括直接比较、定义误差范围、使用相对误差和使用库函数，并通过具体代码示例帮助读者更好地理解和掌握这些方法。

C语言中判断两浮点数相等的方法包括：直接比较、定义误差范围、使用相对误差、使用库函数。直接比较不适用于浮点数的精度问题，推荐使用误差范围或相对误差。
浮点数在计算机中的表示具有一定的精度限制，直接比较可能会因为微小的误差导致结果不准确。因此，通常采用误差范围或相对误差的方法来判断两浮点数是否相等。

一、直接比较

直接比较是最简单的方法，即使用

运算符，但这种方法只适用于特殊情况，例如两个浮点数都是从同一个常量初始化时。

#include <stdio.h>
int main() {  
    float a = 0.1f;  
    float b = 0.1f;  
    if (a == b) {  
        printf("a 和 b 相等\n");  
    } else {  
        printf("a 和 b 不相等\n");  
    }  
    return 0;  
}

二、定义误差范围

由于浮点数的精度问题，通常使用一个很小的值（误差范围）来判断两个浮点数是否相等。这种方法比较常用。

#include <stdio.h>
#include <math.h>  
int main() {  
    float a = 0.1f * 3;  
    float b = 0.3f;  
    float epsilon = 1e-6;  
    if (fabs(a - b) < epsilon) {  
        printf("a 和 b 相等\n");  
    } else {  
        printf("a 和 b 不相等\n");  
    }  
    return 0;  
}

在这个例子中，
fabs
函数用于计算两个浮点数之差的绝对值。如果绝对值小于某个很小的数（例如
1e-6
），则认为这两个浮点数相等。

三、使用相对误差

相对误差方法更加精确，特别是在比较非常大的浮点数时。

#include <stdio.h>
#include <math.h>  
int main() {  
    float a = 1.0e10f;  
    float b = 1.0e10f + 1.0f;  
    float epsilon = 1e-6;  
    if (fabs(a - b) / fmax(fabs(a), fabs(b)) < epsilon) {  
        printf("a 和 b 相等\n");  
    } else {  
        printf("a 和 b 不相等\n");  
    }  
    return 0;  
}

这里，
fmax
函数用于取得两个浮点数中的较大值，然后计算相对误差。如果相对误差小于某个很小的数（例如
1e-6
），则认为这两个浮点数相等。

四、使用库函数

有些库函数专门用于比较浮点数，例如
fequal
函数（需要自行实现或者使用第三方库）。

#include <stdio.h>
#include <math.h>  
#include <float.h>  
int fequal(float a, float b) {  
    return fabs(a - b) < FLT_EPSILON;  
}  
int main() {  
    float a = 0.1f * 3;  
    float b = 0.3f;  
    if (fequal(a, b)) {  
        printf("a 和 b 相等\n");  
    } else {  
        printf("a 和 b 不相等\n");  
    }  
    return 0;  
}

这里的
FLT_EPSILON
是C标准库中的一个常量，表示float类型能表示的最小正数。