检查浮点数是否相等时无限循环[重复]答案

【问题标题】：Infinite while loop when checking floats for equality [duplicate]检查浮点数是否相等时无限循环[重复]
【发布时间】：2020-07-31 16:48:23
【问题描述】：

我在运行这段代码时遇到了一个无限循环：

intensity = 0.50
while intensity != 0.65:
    print(intensity)
    intensity = intensity + 0.05

强度值应该像 0.50 -> 0.55 -> 0.60 -> 0.65 然后它应该退出循环。为什么程序会执行无限循环？

【问题讨论】：

一方面，你会得到浮点错误，所以在第二次迭代中intensity 是0.6000000000000001，并且循环永远不会关闭。四舍五入可以解决这个问题。但是，我不知道为什么它没有打印价值，所以我赞成你的问题。

标签： python loops while-loop floating-accuracy

【解决方案1】：

由于浮点不精确，您可能不会以完全 0.65 结束。

要解决这个问题，请使用< 而不是!= ^(a):

intensity = 0.50
while intensity < 0.65:
    print(intensity)
    intensity = intensity + 0.05

输出（也显示了我所说的不精确的意思）是：

0.5
0.55
0.6000000000000001

如果你继续前进，你会看到：

0.6500000000000001
0.7000000000000002
0.7500000000000002
0.8000000000000003

这就是为什么它永远不等于0.65。

^(a)您可能想知道如果下一个值是0.6499...9 而不是0.650..1 会是什么情况，您可能会担心是对的。

虽然使用< 可以解决后一种情况，但对于前一种情况，您几乎肯定会得到太多的迭代。

您可以通过多种可能的不同策略来解决这个问题，其中一些是：

在比较之前将数字四舍五入到正确的小数位数，例如round(intensity, 2)。
将其与“足够接近”的检查进行比较，例如绝对差异小于10<sup>-4</sup>（例如） - 类似于if abs(intensity - 0.65) < 0.0001。
仅使用整数值并根据需要缩放值（例如，将intensity 初始化为50，添加5，与65 进行比较，以及打印round(intensity / 100, 2)。

Python 文档中有an interesting article，您可以阅读以进一步了解这些限制。

【讨论】：

【解决方案2】：

这是由于 Python（以及其他一些语言，如 C）处理浮点规定的方式。请参阅this 或this。一般来说，您应该避免使用浮点循环计数器。

如果你还想用一个，你可以四舍五入：

intensity = 0.50
while round(intensity,2) != 0.65:
    print(round(intensity,2))
    intensity = intensity + 0.05

【讨论】：

【解决方案3】：

看看你的输出：

0.5
0.55
0.6000000000000001
0.6500000000000001
0.7000000000000002

0.05 不能用终止的二进制浮点数精确表示。

见is floating point math broken?

如果您想检查该值是否接近，那么只需设置您想要的公差：

while abs(intensity - 0.65) < my_tolerance:

更好的是，使用内置函数，设置相对或绝对容差：

isclose(intensity, 0.65, rel_tol=1e-9, abs_tol=0.0)

【讨论】：

【解决方案4】：

快速编辑您的代码以观察强度如何增加：

from time import sleep

intensity = 0.50
while intensity != 0.65:
    print("The intensity is:", intensity)
    intensity = intensity + 0.05
    sleep(5)

这会陷入无限循环，因为intensity 的值永远不会达到0.65
O/P如下：

The intensity is: 0.5
The intensity is: 0.55
The intensity is: 0.6000000000000001
The intensity is: 0.6500000000000001
The intensity is: 0.7000000000000002
The intensity is: 0.7500000000000002
The intensity is: 0.8000000000000003
The intensity is: 0.8500000000000003
The intensity is: 0.9000000000000004
The intensity is: 0.9500000000000004
The intensity is: 1.0000000000000004
...
...
Process finished with exit code -1

【讨论】：

【解决方案5】：

我尝试运行以下代码，结果是

intensity = 0.50
>>> n = 1
>>> while intensity!=0.65 and n<7:
...     print(intensity)
...     intensity = intensity + .05
...     n = n+1

输出

0.5
0.55
0.6000000000000001
0.6500000000000001
0.7000000000000002
0.7500000000000002

循环变为无限，因为第 4 个输出不完全是 0.65，而是 0.65000000001。

试试这个，它会起作用的

while float(str(intensity)[:4])!=0.65 :
...     print(intensity)
...     intensity = intensity + .05

...

【讨论】：

【解决方案6】：

while True:
    if intensity>0.65:
        break
    print(intensity)
    intensity+=0.05

【讨论】：

【解决方案7】：

您可以通过使用 python built-in round 函数来避免这种行为。 round 函数会将数字四舍五入到十进制数字的给定精度。

所以你可以试试这样的东西

>>> intensity = 0.50
>>> 
>>> while intensity != 0.65:
...     print(intensity)
...     intensity = round(intensity + 0.05, 2)
0.5
0.55
0.6

【讨论】：