如何解决精度问题[重复]答案

【问题标题】：How to fix Precision problems [duplicate]如何解决精度问题[重复]
【发布时间】：2014-10-03 19:07:14
【问题描述】：

我有几个类遵循相同的基本概念来处理单位。

这是一个在单元测试中使用的简单示例：

    [Test()]
    public void Angle_MathOperatorTest()
    {
        Angle a1 = new Angle(AngleType.Degree, 360);
        Angle a2 = new Angle(AngleType.Radian, Math.PI * 2);

        Angle addedAngle = a1 + a2;
        addedAngle.Degrees.ShouldBeEquivalentTo(720);

        Angle subtractedAngle = a1 - a2;
        subtractedAngle.Radians.ShouldBeEquivalentTo(0);
    }

我已经制作了几个这样的类演示角度类，涵盖其他基本单位类型。

向我揭示我遇到精度问题的特定类是使用处理长度单位的类：Dimension

我帮助构建了一个基本的几何库，使用这个 Dimension 类作为它的基本单元类型。例如，这里是 Point 类：

public class Point
{

    public Dimension X;

    public Dimension Y;

    public Dimension Z;
}

线条和其他形状具有长度等属性，由使用此点类构建的维度和端点表示。

当我试图判断这些线是否都平行时，问题变得很明显。在这个函数中：

    /// <summary>
    /// checks to see whether every line is parallel
    /// </summary>
    /// <param name="passedLines">passed List of Lines</param>
    /// <returns></returns>
    public static bool AreAllParallel(this List<Line> passedLines)
    {

        for (int i = 0; i < passedLines.Count - 1; i++)
        {
            if (!passedLines[i].IsParallelTo(passedLines[i + 1]))
            {
                return false;
            }
        }

        return true;
    }

它通常会返回 false，因为它检查的精度太高。在使用点和线进行旋转和平移之后，舍入加起来刚好足以使该函数在我希望它返回 true 时返回 false。

所以：

以下哪一组是正确/更好的选择？

只需检查 IsParallelTo 之类的函数，以了解相对接近的数字（例如 0.0001 英寸以内）

If(Math.Abs(thing.x - thing2.x)

使用从配置文件中提取的可变常数改进了先前的想法，因此允许用户选择所需的可接受偏差

If(Math.Abs(thing.x - thing2.x)

或在维度类的根级别减少问题：

我可以使用相同的策略

//inside Dimension Equals
public override bool Equals(object obj)
{
    return (Math.Abs(this.Inches - ((Dimension)(obj)).Inches)) < Constants.AcceptedEqualityDeviationConstant;
}

看起来确实像这样，但上面的更容易理解

return (Math.Abs(this.GetValue(this.InternalUnitType) - ((Dimension)(obj)).GetValue(this.InternalUnitType)))

或者最后，我的最后一个想法是将我的单元类中的所有内容替换为Decimal 的基本单位，而不是Double（尺寸、角度等）到十进制，并且以某种方式（在研究之后）数字看看有没有帮助。

我应该如何以及在哪里提高我的类相等运算的精度一致性？

附言这些库是开源的，可以找到（Units here 和 Geometry here）

【问题讨论】：

您观察到的所有问题都是由浮点运算引起的。
这可以通过实现众所周知的模式来优雅地处理：XXXXX 请参阅here for more details.?
如果您不需要那么精确，我建议您不要使用小数。
@jth41 如果我有答案，我会提交答案，而不是评论。 :)
我会让调用者决定所需的精度级别。在 IsParallelTo 和 AreAllParallel 方法中，包含一个公差参数，该参数给出允许的最大角度。

标签： c# decimal precision unit-class-library geometry-class-library

【解决方案1】：

如果e1 是第一行的方向，e2 是第二行的方向，那么要检查它们是否在 θ（弧度）的斜率容差内平行，请执行以下操作（伪代码）：

bool is_parallel = |Cross(e1,e2)| <= |e1|*|e2|*Cos(θ)

其中|v| 是矢量幅度，Cross() 是矢量叉积。

【讨论】：