Swift 的浮点数减法精度损失

Question

我正在尝试使用 Swift 在我的应用程序中创建一个函数来创建浮点数的小数版本。它现在工作得很好，除非它必须构建一个混合数字（整数和小数部分）。

作为下面的示例，当我使用 0.4 调用函数时它工作正常，但使用 1.4 时却不行，因为它有一个完整的部分 (1)。似乎当我将整个部分（integerPart）减去原始数量时它会失去精度。您可以直接在操场上查看。

示例：

0.4 -> 2/5  
1.4 -> 1 2/5  
2.4 -> 2 2/5  
0.5 -> 1/2  
0.7 -> 7/10  
etc...  



func fractionize(quantity: Float) -> String {

let integerPart: Float = floor(quantity);
var numerator: Float = quantity - integerPart;
var firstNumerator: Float = numerator;
var denominator: Float = 1;

if (isInteger(quantity)) {

    return "\(Int(integerPart))";

} else {

    do {
        denominator++;
        numerator = firstNumerator * denominator;
        println(numerator);
    } while (!isInteger(numerator) && denominator <= 10);

    if (integerPart > 0) {

        if (isInteger(numerator)) {
            return "\(integerPart) \(Int(numerator))/\(Int(denominator))";
        } else {
            return "\(quantity) couldn't be fractionized. Result = \(integerPart) \(numerator) / \(denominator)";
        }

    } else {

        if (isInteger(numerator)) {
            return "\(Int(numerator))/\(Int(denominator))";
        } else {
            return "\(quantity) couldn't be fractionized. Result = \(numerator) / \(denominator)";
        }

    }

}

}

fractionize(1.4);

作为一个额外的例子，它与 1.5 完美配合，但与 1.4、2.4、3.4 等不兼容...因为完全相同。我不知道如何做一个好的减法以使 isInteger 方法工作正常。这是我的 isInteger 函数。我已经测试过了并且工作正常：

func isInteger(quantity: Float) -> Bool {
    return floor(quantity) == quantity;
}

查看 playground，您会看到当您尝试细分 1.3 或 1.4 时会发生什么。

Answer 1

如果您需要依赖 精确的 数字表示，您可能需要查看 NSDecimalNumber as "normal" floating point numbers cannot express some decimal numbers exactly. See also this nice tutorial。

Answer 2

您应该按整数计算以避免浮点精度问题。因此，首先将浮点数转换为整数。

你要的是下面的代码吗？

func gcd(var m: Int, var n: Int) -> Int {
    if m < n {
        (m, n) = (n, m)
    }
    if n == 0 {
        return m
    } else if m % n == 0 {
        return n
    } else {
        return gcd(n, m % n)
    }
}

func fractionize(var quantity: Float) -> String {
    var i = 0
    while quantity % 1 != 0 {
        quantity = quantity * 10
        i += 1
    }

    var numerator = Int(quantity)
    var denominator = Int(pow(Double(10), Double(i)))

    let divisor = gcd(numerator, denominator)

    numerator /= divisor
    denominator /= divisor

    var wholeNumber = 0
    if numerator > denominator {
        wholeNumber = numerator / denominator
        numerator -= denominator * wholeNumber
    }

    if wholeNumber > 0 {
        return "\(wholeNumber) \(numerator)/\(denominator)"
    } else {
        return "\(numerator)/\(denominator)"
    }
}

println(fractionize(0.4)) // 2/5
println(fractionize(1.4)) // 1 2/5
println(fractionize(2.4)) // 2 2/5
println(fractionize(0.5)) // 1/2
println(fractionize(0.7)) // 7/10

Swift 的浮点数减法精度损失

Loss of precision in float substraction with Swift

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