为什么我的带有浮点增量的 Java 循环会产生不准确的结果？

浮点精度错误：在 Java 中避免它们

在编程中处理浮点数（如浮点数或双精度数）时经常会出现精度错误，尤其是在重复操作或比较时。要理解这个问题，请考虑以下 Java 代码：

for ( float value = 0.0f; value < 1.0f; value += 0.1f )
    System.out.println( value );

目的是每次将值增加 0.1 并打印它，但输出显示出令人惊讶的错误累积：

0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.70000005
0.8000001
0.9000001

错误的根源

罪魁祸首在于计算机浮点系统中十进制分数的不精确表示。具体来说，0.1 在标准硬件上无法精确表示为二进制浮点数。这会导致轻微的不准确，并在多次迭代中放大，导致观察到的与预期值的偏差。

解决问题

为了解决这个精度问题，可以采用多种方法受雇：

1。精度控制

出于显示目的，您可以限制显示的小数位数。此外，在比较浮点数是否相等时，请允许较小的公差裕度以解决潜在的不准确性。

2.替代数据类型

浮点数的替代方法是利用可容纳精确算术的数据类型。例如，Java 中的 BigDecimal 类通过利用任意数量的十进制数字来提供高精度。

示例代码（BigDecimal）：

BigDecimal step = new BigDecimal("0.1");
for (BigDecimal value = BigDecimal.ZERO;
     value.compareTo(BigDecimal.ONE) < 0;
     value = value.add(step)) {
    System.out.println(value);
}

此代码准确重复递增并打印值 0.1，而不会出现浮点数或双精度数中出现的精度错误。

结论

理解和减轻浮点数中的精度错误对于确保 Java 编程的准确结果。通过采用适当的技术，开发人员可以克服这一限制，即使使用十进制表示也可以实现精确的算术运算。

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