Wie verwende ich Gleitkommaschlüssel in C std::map sicher?

Gleitkommaschlüssel in std::map: Ein umfassender Leitfaden

std::map, ein leistungsstarker Container in C, bietet eine effiziente Möglichkeit, Daten auf Schlüsselbasis zu speichern und abzurufen. Die Verwendung von Gleitkommawerten als Schlüssel in einer std::map stellt jedoch aufgrund inhärenter Genauigkeitsbeschränkungen eine Herausforderung dar. Dieser Artikel befasst sich mit diesen Herausforderungen und untersucht Lösungen, um eine genaue Datenverarbeitung sicherzustellen.

Präzisionsprobleme beim Gleitkomma-Vergleich

Wie in der Frage hervorgehoben, können Gleitkommaoperationen dies tun führen zu ungenauen Ergebnissen bei der Suche nach bestimmten Schlüsseln in einer std::map. Dies liegt daran, dass Gleitkommazahlen Darstellungen reeller Zahlen sind, die nicht exakt sind und aufgrund von Rundungsfehlern leicht variieren können.

Umgang mit NaN und Bestellanforderungen

Bei der Verwendung Bei Gleitkommaschlüsseln in einer std::map ist es wichtig, NaN (Not-a-Number) zu berücksichtigen, das nicht den typischen Vergleichsregeln folgt. Um NaN zu berücksichtigen, kann ein benutzerdefinierter Komparator implementiert werden, wie der in der Frage vorgeschlagene, bei dem NaN als kleiner als alle anderen Doppelwerte behandelt wird.

Fuzzy-Vergleich mit Epsilon

Ein gängiger Ansatz zur Behandlung von Gleitkomma-Präzisionsproblemen ist die Einführung eines Fuzzy-Vergleichs. Durch die Einführung eines Epsilon-Wertes werden Schlüssel innerhalb eines bestimmten Toleranzbereichs verglichen. Es ist jedoch wichtig, die direkte Einbindung eines Epsilon-Schwellenwerts in den Vergleichsoperator von std::map zu vermeiden, da dies gegen die Sortieranforderungen des Containers verstößt.

Empfehlung: Verwendung von std::multimap oder Hilfsfunktionen

Anstelle des Fuzzy-Vergleichs wird empfohlen, std::multimap oder zu verwenden std::multiset, da sie mehrere Werte verarbeiten können, die demselben Schlüssel zugeordnet sind. Darüber hinaus können Hilfsfunktionen erstellt werden, um den Container innerhalb eines angegebenen Epsilon-Bereichs abzufragen, ohne seine interne Reihenfolge zu beeinträchtigen.

Vermeiden des direkten Zugriffs mit .find() oder []

Der direkte Zugriff auf Schlüssel mit .find() oder [] kann bei Verwendung von Gleitkommaschlüsseln unzuverlässig sein. Um ein zuverlässiges und vorhersehbares Verhalten zu gewährleisten, verwenden Sie am besten die zuvor erwähnten Hilfsfunktionen für Abfragen und Schlüsselexistenzprüfungen.

Fazit

Verwendung von Gleitkommawerten als Schlüssel std::map erfordert eine sorgfältige Berücksichtigung von Präzisionsproblemen. Durch das Verständnis der Einschränkungen und die Implementierung geeigneter Lösungen, wie z. B. benutzerdefinierte Komparatoren und Hilfsfunktionen, ist es möglich, Daten genau abzurufen und gleichzeitig die Integrität der Containerstruktur zu wahren.

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