如何正确比较 long 和 float 基元？答案

【问题标题】：How to compare correctly long and float primitives?如何正确比较 long 和 float 基元？
【发布时间】：2015-10-23 01:26:27
【问题描述】：

出于某种原因，我需要比较两个原语：long 和 float。

我可以使用以下代码吗？

long a = 111L;
float b = 111.1f

if (a > b) {
  ...
}

我知道，float 和 float 可以通过使用 epsilon 值等进行比较。

但我怎样才能更正确地对我的案例进行比较？

谢谢大家。

【问题讨论】：

我给了一个答案here可以帮助你。
看看这个stackoverflow.com/questions/7392167/…
你如何定义“正确”？上面的代码会告诉你111不大于111.1f，这就是我自己所说的“正确”。所以我认为没有任何理由采取不同的做法……

标签： java primitive-types

【解决方案1】：

您可以将它们都包装在 BigDecimal 中并进行比较：

long a = 111L;
float b = 111.1f;
BigDecimal first = new BigDecimal(a);
BigDecimal second = new BigDecimal(b, MathContext.DECIMAL32);
if (first.compareTo(second) > 0) { ... }

为了理解为什么我们有兴趣让两个操作数属于同一类型，让我们深入研究一下JLS 5.6.2 Binary Numeric Promotion：

当运算符将二进制数字提升应用于一对操作数时，每个操作数都必须表示一个可转换为数字类型的值，以下规则按顺序适用：

如果任何操作数是引用类型，则对其进行拆箱转换（第 5.1.8 节）。

加宽原始转换（§5.1.2）适用于转换或以下规则指定的两个操作数：

如果任一操作数的类型为double，则将另一个转换为 double.

否则，如果任一操作数的类型为float，则转换另一个到float。

否则，如果任一操作数的类型为long，则转换另一个到long。

否则，两个操作数都转换为int类型。

由此我们可以得出结论，对于比较a > b，long 操作数将被隐式提升为float。然而，这可能会导致精度下降，如JLS 5.1.2 Widening primitive conversion 所述：

int 或 long 值到 float 或长值加倍，可能会导致精度损失——即结果可能会丢失该值的一些最低有效位。在这个在这种情况下，生成的浮点值将是正确舍入的整数值的版本，使用 IEEE 754 舍入到最近模式 (§4.2.4)。

【讨论】：

如果使用了float，您可能会考虑适当的舍入。 new BigDecimal(b, MathContext.DECIMAL32);

【解决方案2】：

如果你想使用 epsilon，你可以这样做

// allow for the smallest rounding error
if (a > b + Math.sign(b) * Float.ulp(b))

或

// assume six digits of precision
static final double ERR = 1e-6;

// allow for the smallest rounding error
if (a > b + Math.sign(b) * b * ERR)

如果您可以假设非负数，则可以删除 Math.sign(b)。

但是，在这种情况下，使用 BigDecimal 可能会更清楚，请参阅@kocko 的回答。

顺便说一句：提高准确性的最简单更改是使用double 而不是float。 double 的准确度实际上是十亿倍，除非您有数十亿个，否则您使用的提取内存无关紧要。

【讨论】：

在将值与long 进行比较时，float 和 double 的准确性差异不太可能相关。更重要的是，绝对值较大的long 无法在float 中精确表示，但是，如果源值不存在更高的精度，将其转换为double 并不神奇增加更多的精度。但无论如何，我看不出 epsilon 如何改进> 比较。使用 epsilon 对等式测试有意义，但对排序没有意义……
@Holger 你对比较是否有意义有什么疑问。即使错误为 1，肯定 a:100 > b:10。错误是否必须为 0 才能在错误范围内说 100 > 10？
好吧，让我们继续看b=10 的例子。原始代码是a>b，从而有效地执行a>10.0。现在您将其替换为a > b + Math.signum(b) * Math.ulp(b)，这意味着您将有效地执行a > 10.000000000000002。为什么你认为a > 10.000000000000002 是对a > 10.0 的改进？如果a 是long 无论如何都没有区别，但是如果a 是一个浮点值，那么引入一个epsilon 意味着，如果a 恰好是10.000000000000001，则条件是false。在这里看不到改进。
我误读了你的评论——所以你说你认为1000000100L 不大于1000000000F 的代码是一种改进？我不。如前所述，当有人测试平等时，这是有道理的。然后，有些值不会被认为更大或更小（换句话说，根据 epsilon 相等），但是对于单个“大于”运算符，没有上下文就不可能说哪种行为更好。
@Holger 我同意上下文确实很重要。这就是为什么我建议采取保守的方法。即使在相等的情况下，也不能说两个数相等，只能说两个数不相等。

【解决方案3】：

Java 支持直接比较 long 和 float。但是，有一些警告：

如果比较 long 和 float，long 将转换为 float，因为 float 被认为是比 long 更宽的类型。但是，这种转换可能会丢失精度：long 值将被转换为最接近的 float 值；所以对于一个很长的a 和一个浮点数b，a > b 可能是假的，尽管a 大于b 如果b 实际上是最接近b 的浮点值。

每一个long和float值都可以用BigDecimal来表示，所以你也可以使用BigDecimal类来比较long和a float：

long a = ...;
float b = ...;
if (BigDecimal.valueOf(a).compareTo(BigDecimal.valueOf(b)) > 0) {
    ...
}

【讨论】：

【解决方案4】：

轻松使用此代码：

Double.compare(longVar * 1., floatVar)

【讨论】：