测试由于浮点限制而导致的舍入误差

2024-05-08

我最近了解到浮点的主要限制之一:事实上,某些数字无法以二进制正确表示,因此可能给出的答案对于您的目的来说不够准确。

知道round(2.675, 2) and round(2.665, 2)两者相等2.67我尝试编写一些代码来给出具有此属性的数字列表(未正确舍入)。

请参阅下面或此重复中的我的代码:https://repl.it/@FTBlover123/Float-Rounding-Test https://repl.it/@FTBlover123/Float-Rounding-Test

Test = True
number1 = 0.005
number2 = 0.015
count = 0
count_per_test = 5
while Test:
    if round(number1, 2) == round(number2, 2):
        print number1, number2, round(number1, 2), round(number2, 2)
        count += 1
    else:
        pass
    number1 += 0.005
    number2 += 0.005
    if count == count_per_test:
        answer = raw_input("End Program? Y / N: ")
        if answer == "Y":
            print "Program Ended"
            Test = False
        elif answer == "N":
            print "Searching For %s more rounding errors" % (count_per_test)
            count = 0
        else:
            print "Error, raw_input incorrect"
            Test = False

#2.675 is a known number with a rounding error.
print 2.665, 2.675, round(2.675, 2), round(2.665, 2)
#79.705 should have one according to the results, but it doesn't truly.
print 79.695, 79.705, round(79.695, 2), round(79.705, 2)

最后2prints 就是一个例子。

尽管由于浮点数的限制,代码确实似乎返回了一些舍入错误,但这些似乎是非真值(第一个除外)。 这是因为我使用的是 float 0.005(不能用二进制表示),它本身会导致新的number1 and number2成为其已经不准确的自我的错误版本!这可以通过增加来轻松证明number1 and number20.001(也不能用二进制表示),因为这也会导致答案仍然不正确,但也不同!

因此,我的问题是:

是否可以创建代码来正确检查由于浮点数限制而导致的舍入错误,而不会遭受我们正在尝试测试的确切缺陷? (虽然也将赞赏此类示例的库,但我对修复代码更感兴趣)

我的错误输出之间的间隔似乎呈指数增长。

  • 0.005 0.015 0.01 0.01
  • 0.035 0.045 0.04 0.04
  • 1.025 1.035 1.03 1.03
  • 21.535 21.545 21.54 21.54

  • 79.695 79.705 79.7 79.7

  • 9164.075 9164.085 9164.08 9164.08

  • 36933.455 36933.465 36933.46 36933.46

是什么原因造成的?对于正确的、不正确的圆形浮点数来说也是如此吗?


嗯,正如您所注意到的,您不能只是不断地添加 0.005,因为 0.005 不能表示为浮点数。

该怎么办呢?使用可代表的数字!

2675 可以精确地表示为浮点数(2^53 以内的每个整数都可以),1000 也是如此。所以2675.0/1000.0,虽然不能表示为浮点数,will四舍五入到最接近的可表示浮点数,就像文字一样2.675将会。 (就此而言,您可以使用267.5/100.0,但我认为最好坚持使用整数。)

因此,不要以这种方式增加您打算检查的值,而是增加分子,然后每次进行除法。

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