相等判断

本文探讨了浮点计算中两个数据相等的实际含义及判断方法。介绍了在误差范围内判断两个浮点数是否相等的基本原理,并给出了两种常见判断方式:依据数据误差判断和依据允许误差判断。

从上两节的叙述可知,在浮点计算中两个数据相等的含义通常是指在误差范围内,两个数据的意义一致(即二者描述的物理量的取值一致,或者说相容),不是==操作符的语义,因此不能使用==操作符进行判断。

在编程中,浮点数的相等判断通常有下列形式:

| V   V0 | < Δ

代码举例:

if( abs( v   v0 ) < DELTA )

问题的关键在于确定Δ。

Δ值的确定来自数值背后的含义,而且总是与误差的概念相随。

(1)依据数据误差进行判断

如果两个数据相差Δ,假设一个数据的误差是Δ1,另一个数据的误差是Δ2,那么一个简单的判据是:

| V   V0 | < Δ1 + Δ2

实际上,如果数据不是直接来自某个测量设备,而是某个仿真系统的输出或者是测量数据经过一系列处理的结果,那么Δ1和Δ2大多没有确定的值。此外,这种方法在理论上也不够严谨,只是便于使用而已。

(2)依据允许误差进行判断

在许多情况下,计算精度和数据精度均远远超过了实际需求,使用数据误差进行相等判断除了加大计算量,没有实际意义。此时,根据实际精度需求确定允许误差,然后用允许误差替代数据误差进行相等判断。这种方法更简单,而且允许误差一般远大于数据误差,可以减小计算量。例如判断弹头是否落地一般使用高程参数:

| H   H0 | < ΔH

其中,H是弹头的高程;H0是弹下点的地面高程;ΔH是允许误差。显然,ΔH的取值会影响弹道积分的终止时刻,从而影响落地时间和命中偏差。从计算精度而言,ΔH的取值越小越好,但ΔH越小,积分终止时就需要更多的迭代。实际上,当ΔH小到一定程度,它对积分的影响就微乎其微,没必要取更小的值增大计算量。假设导弹的命中精度是100m,那么ΔH取1.0m显然不会有什么太大影响。

不过,所谓的容许误差往往没有什么确定值,主要依据经验,因此有较大的不确定性。

### 字符串相等判断的基本概念 在编程中,判断两个字符串是否相等通常分为两种情况:**内容相等**和**引用相等**。内容相等指的是两个字符串的字符序列完全相同,而引用相等指的是两个变量指向的是同一个内存地址。不同的编程语言在处理这两种情况时有不同的语法和机制。 ### MySQL中的字符串比较 在MySQL中,字符串的比较可以通过直接使用`=`或`<>`运算符来判断两个字符串是否相等或不等。此外,MySQL还提供了`STRCMP()`函来进行字符串比较。 ```sql -- 判断两个字符串是否相等 SELECT 'hello' = 'hello'; -- 返回1 -- 使用 STRCMP 函比较字符串 SELECT STRCMP('hello', 'hello'); -- 返回0,表示相等 ``` `STRCMP()`函的返回值为0时表示两个字符串相等,返回值为1时表示第一个字符串大于第二个字符串,返回值为-1时表示第一个字符串小于第二个字符串[^1]。 ### Java中的字符串比较 在Java中,判断两个字符串是否相等需要区分**内容相等**和**引用相等**: - **内容相等**:使用`.equals()`方法进行比较。 - **引用相等**:使用`==`运算符判断两个变量是否指向同一个对象。 ```java String str1 = "hello"; String str2 = "hello"; String str3 = new String("hello"); // 内容相等 if (str1.equals(str2)) { System.out.println("str1 和 str2 内容相等"); } if (str1.equals(str3)) { System.out.println("str1 和 str3 内容相等"); } // 引用相等 if (str1 == str2) { System.out.println("str1 和 str2 引用相等"); } if (str1 == str3) { System.out.println("str1 和 str3 引用相等"); } ``` 需要注意的是,`str1 == str2`返回`true`是因为字符串常量池的存在,而`str1 == str3`返回`false`是因为`str3`是通过`new`关键字创建的,会在堆中分配新的内存地址[^2]。 ### Python中的字符串比较 在Python中,可以直接使用`==`运算符来判断两个字符串是否相等,Python会自动比较字符串的内容。 ```python str1 = "hello" str2 = "hello" str3 = str1 + " world" if str1 == str2: print("str1 和 str2 相等") if str1 != str3: print("str1 和 str3 不相等") ``` Python中的字符串比较是基于内容的,因此不需要像Java那样使用`.equals()`方法[^3]。 ### C语言中的字符串比较 在C语言中,字符串是以字符组的形式存储的。判断两个字符串是否相等可以使用`strcmp()`函,该函定义在`string.h`头文件中。 ```c #include <stdio.h> #include <string.h> int main() { char str1[] = "hello"; char str2[] = "hello"; char str3[] = "world"; if (strcmp(str1, str2) == 0) { printf("str1 和 str2 相等\n"); } if (strcmp(str1, str3) != 0) { printf("str1 和 str3 不相等\n"); } return 0; } ``` `strcmp()`函返回值为0时表示两个字符串相等,返回值大于0表示第一个字符串大于第二个字符串,返回值小于0表示第一个字符串小于第二个字符串[^2]。 ### 总结 不同编程语言在处理字符串比较时的方式略有不同,但核心思想是相似的:基于内容或基于引用。选择合适的方法可以避免潜在的错误,并提高代码的可读性和性能。 ---
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