Question

让我们说我正在使用花车编写带碰撞检测的物理引擎。一种方法可能是检查两个物理对象是否相交或接触。

class PhysicsObject {

    Vector3f position;

    [...]

    public void isIntersecting(PhysicsObject otherObject) {
        boolean isTouchingOrIntersecting = [do calculations];
        return isTouchingOrIntersecting;
    }

}

对于模拟本身，浮点精度（即使使用浮点数）也足够好，因为任何不准确都不会显而易见（并在下一个模拟步骤中立即纠正）。

但是我应该如何编写我的单元测试，尤其是边界情况呢？我可以用远处的两个物体编写测试，两个物体明显交叉，但它们如何完全接触？根据浮点值，该方法可以返回true或false，具体取决于任何类型的外部条件（编译器，体系结构等）。

或者我应该说这个方法在这个边界情况下返回的结果并不重要，因此为这种情况编写单元测试是没有意义的吗？

当方法的返回值再次成为浮点数时，我很清楚我应该使用相对误差和epsilons。但是我将这个碰撞检测问题作为整个类似问题的一个例子，当浮点被转换为某些＆＃34;精确的＆＃34; （布尔，整数）结果，以及如何测试（在3D图形/物理代码的上下文中）。

Answer 1

IEEE算术不是随机的。它可以逐位重现。因此，如果它适用于一台机器和编译器，它将适用于其他机器，但需要注意。由于中间计算的精度不同，FLT_EVAL_METHOD = {0,1,2}的值将产生不同的结果。您可以使用#ifdefs

#if FLT_EVAL_METHOD == 0
  EXPECT_EQ(answer0, result);
#elif FLT_EVAL_METHOD == 1
  EXPECT_EQ(answer1, result);
#else /* FLT_EVAL_METHOD == 2 */
  EXPECT_EQ(answer2, result);
#endif

在这些不同的结果之间进行排序。不幸的是，当您使用浮点计算做出决定时，这是唯一的方法。好消息是3路开关就足够了。我有一些单元测试可以做到这一点，并且它们可以在许多机器上完美运行。编译器。

你可以为浮点比较做同样的事情，但是如果你只关心近似相等，你可以使用像googletest的EXPECT_DOUBLE_EQ（a，b）这样的东西来检查4个ULP中的相等性（最后位置的单位）。这种方法的工作方式是首先将浮点值解释（使用并集）作为有符号大小的整数，将其转换为过量的XX整数（合并±0），然后检查差异是否<= 4。自动生成相对度量，该度量降级为接近零的绝对度量。

确保使用类似的计算来确定和哪里有交叉点。事实上，写一个单元测试来确保这一点，并在边界检查它，调整位置±1，±2，... ULP，以确保它们是一致的。如果交叉点查询指示为true，但位置计算因您无法找到交叉点而发散，则可能最终处于无限循环或崩溃。

为具有浮点不准确性的代码编写有意义的单元测试（例如，碰撞检测）

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