在 Rust 中将 f64 舍入到最接近的 i64答案

【问题标题】：Rounding a f64 to nearest i64 in Rust在 Rust 中将 f64 舍入到最接近的 i64
【发布时间】：2017-04-29 13:07:43
【问题描述】：

Rust 的f64 类型提供了函数round()，它舍入到最接近的整数，但它返回一个f64。另一方面，Java 的 Math.round(double) 返回一个 long。我可以调用round()，然后转换为i64，但这能保证我得到正确的结果吗？在这里，“正确”意味着获得最接近的 i64 — Java 的 round() 返回“最接近的长”。

【问题讨论】：

如果f64 是整数但超出i64 的范围，您希望发生什么？
@ChrisEmerson 在这种情况下，Java 似乎将 1e100 舍入到 9223372036854775807。

标签： floating-point rust precision

【解决方案1】：

从the book 开始，从浮点到整数类型的转换向零舍入，因此首先舍入几乎是正确的：f.round() as i64。

但是，如果f64 超出i64 的范围（巨大的幅度），这也是当前未定义的行为（但这是a bug）。因此，您应该首先钳位该值（或者可能更好，引发错误或断言）。可能显而易见的答案不起作用：

f.max(std::i64::MIN as f64).min(std::i64::MAX as f64).round() as i64

因为i64::MAX 到f64 的转换不准确，并且将上述内容应用于1e100 最终会得到一个很大的负值（在我的测试中；如前所述，它实际上是未定义的）。

如果浮点值超出应用程序期望的合理范围，最好的选择似乎是返回一些错误。

【讨论】：

看来您需要一种方法来获取适合f64 的整数值的连续范围的下限和上限，以便能够钳制或引发异常。否则，由于未定义的行为，您无法实际检查转换。也许语言应该暴露those。
我同意，在一般情况下。但可能有一个限制低于对任何（好的，大多数）给定应用程序有意义的限制。
鉴于我们谈论的是 2⁵³，是的，可能有一个很好的限制！

【解决方案2】：

您可以为此使用conv crate：

use conv::prelude::*;

let x = 9_223_371_487_098_961_920i64 as f64;
println!("{:?}", x.approx_as_by::<i64, RoundToNearest>());
// Ok(9223371487098962944)

let x = 9_223_372_036_854_775_807i64 as f64;
println!("{:?}", x.approx_as_by::<i64, RoundToNearest>());
// Err(FloatError::PosOverflow(..))

【讨论】：

【解决方案3】：

这是一个简单的“封底”实现：

const INTEGRAL_LIMIT: f64 = 9007199254740992.0;

#[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
enum Error {
    NaN,
    Overflow,
    Underflow,
}

fn try_from(f: f64) -> Result<i64, Error> {
    let f = f.round();

    if f.is_nan() { return Err(Error::NaN); }

    if f < -INTEGRAL_LIMIT { return Err(Error::Underflow); }
    if f > INTEGRAL_LIMIT { return Err(Error::Overflow); }

    Ok(f as i64)
}

它带有一个通过的最小测试套件：

fn main() {
    assert_eq!(try_from(std::f64::NAN), Err(Error::NaN));

    assert_eq!(try_from(std::f64::NEG_INFINITY), Err(Error::Underflow));
    assert_eq!(try_from(-9007199254740994.0), Err(Error::Underflow));

    assert_eq!(try_from( 9007199254740994.0), Err(Error::Overflow));
    assert_eq!(try_from(std::f64::INFINITY), Err(Error::Overflow));

    assert_eq!(try_from(-INTEGRAL_LIMIT), Ok(-9007199254740992));
    assert_eq!(try_from( INTEGRAL_LIMIT), Ok( 9007199254740992));
}

我实际上期待有一个可用的 TryFrom 实现，但没有找到。

【讨论】：