Java 中比较 double

在 Java 中，使用像 double 这样的浮点数进行计算是很常见的。然而，与整数不同，在 Java 中比较 double 值有时会因为它们固有的精度问题而变得有些困难。在 Java 中比较整数是直接的，而与 double 值相比，它需要仔细的考虑并 accounting for possible rounding errors。在本节中，我们将探讨在 Java 中比较 double 的各种方法，并讨论在进行此类比较时需要避免的陷阱。

相等性比较

在 Java 中比较 double 值时，一个常见的错误是尝试使用相等运算符 (==)。这是不合适的，因为由于不同值在计算机中的二进制表示方式，可能会出现微小的差异，使得直接的等价性测试不可靠。

例如

令人惊讶的是，由于 double 值的精度问题，上面的代码将打印“Not Equal”（不相等）。

使用 Epsilon 进行比较

解决精度问题最常见的方法是使用 epsilon 值。它是一个很小的数字，表示两个二进制值之间可接受的最大差异，然后我们可以通过比较这两个二进制值是否接近 epsilon 来判断它们是否相等。如果绝对差小于 epsilon，则认为这两个值是相等的。下面是一个例子：

在这种情况下，代码将打印“Equal”（相等），因为 a 和 b 之间的绝对差小于选定的 epsilon。

使用 Double.compare()

Java 提供了 Double.compare() 方法来比较两个 double 值。该方法返回一个指示第一个值小于、等于还是大于第二个值的值。该方法为我们处理了精度问题，是比较 double 的推荐方法。

上面的代码将正确地识别出 a 和 b 是相等的。

使用 BigDecimal 类

我们可以使用 BigDecimal 类进行更精确的小数比较，尤其是在金融或关键应用中。BigDecimal 允许我们更准确地进行小数计算和比较。下面是如何使用 BigDecimal 进行 double 比较的示例。

此代码将正确地识别出 a 和 b 是相等的，并且它提供了高精度的保证。

处理 NaN 和无穷大值

在比较 double 值时，我们还应该考虑 NaN（非数字）和无穷大值等特殊情况。要检查 NaN，我们可以使用 Double.isNaN() 方法。要检查无穷大，我们可以使用 Double.isInfinite()。

这是一个完整的 Java 程序，演示了比较 double 值的不同方法，以及它们相应的输出。

文件名：CompareDoubles.java

输出

Approach 1:
a and b are not equal.
Approach 2:
a and b are equal.
Approach 3:
a and b are equal.
Approach 4:
a and b are equal.
Special Cases:
c is NaN
d is infinite
e is infinite

正如我们所见，该程序演示了不同的比较方法，并处理了 NaN 和无穷大等特殊情况，为每种情况提供了正确的输出。

结论

在 Java 中比较 double 值时，如果我们依赖简单的相等性检查，精度问题可能会导致意外的结果。因此，使用 epsilon 比较、Double.compare() 或 BigDecimal 等适当的技术进行更准确可靠的比较至关重要。此外，务必妥善处理 NaN 和无穷大值等特殊情况，以确保我们应用程序中的代码具有健壮性。