为什么math.isclose()无法检测到非常大的值之间的微小差异?

时间:2018-10-26 23:51:17

标签: python python-3.x compare equality relative

math.isclose()的存在是为了确定两个值之间的差异是否在公差范围内。
据我了解,此公差的默认值为:

  • rel_tol = 1e-09
  • abs_tol = 0.0


如果我将两个值都设置为0.0,则应该测试两个值是否相同。

这似乎适用于较小的值:

import math

math.isclose(1000, 1000, rel_tol=0.0, abs_tol=0.0)                       # True
math.isclose(1000, 1001, rel_tol=0.0, abs_tol=0.0)                       # False

但是它以非常大的值失败:

import math
import sys

math.isclose(sys.maxsize, sys.maxsize,      rel_tol=0.0, abs_tol=0.0)    # True
math.isclose(sys.maxsize, sys.maxsize-1,    rel_tol=0.0, abs_tol=0.0)    # True
math.isclose(sys.maxsize, sys.maxsize-100,  rel_tol=0.0, abs_tol=0.0)    # True
math.isclose(sys.maxsize, sys.maxsize-1000, rel_tol=0.0, abs_tol=0.0)    # False

似乎还有相对的容忍度?


为什么会发生这种行为?

上面的代码是在Python 3.5.2。上运行的。


更新1:

使用非常大的float值时,似乎会发生类似的行为:

import math
import sys

m = sys.float_info.max                                                    # type 'float'

math.isclose(m, m)                                                        # True
math.isclose(m, m-1.0)                                                    # True
math.isclose(m, m-1e100)                                                  # True
math.isclose(m, m-1e300)                                                  # False

math.isclose(m, m,       rel_tol=0.0, abs_tol=0.0)                        # True
math.isclose(m, m-1.0,   rel_tol=0.0, abs_tol=0.0)                        # True
math.isclose(m, m-1e100, rel_tol=0.0, abs_tol=0.0)                        # True
math.isclose(m, m-1e300, rel_tol=0.0, abs_tol=0.0)                        # False

另一方面,比较运算符在这里也不起作用。

import math
import sys

m = sys.float_info.max                                                    # type 'float'

m == m                                                                    # True
m < m                                                                     # False
m > m                                                                     # False

m == m-1.0                                                                # True
m < m-1.0                                                                 # False
m > m-1.0                                                                 # False

m == m-1e100                                                              # True
m < m-1e100                                                               # False
m > m-1e100                                                               # False

m == m-1e300                                                              # False
m > m-1e300                                                               # True
m < m-1e300                                                               # False

更新2:

给出了对“ UPDATE 1”的答案here

1 个答案:

答案 0 :(得分:6)

sys.maxsize是一个整数,但是math.isclose()适用于浮点值。在64位框中,sys.maxsize的精度比浮点数所能代表的精度高,因此float(sys.maxsize - N) == float(sys.maxsize)用于所有足够小的正整数N

>>> from sys import maxsize as m
>>> m
9223372036854775807
>>> float(m)
9.223372036854776e+18
>>> float(m - 1)  # identical
9.223372036854776e+18
>>> float(m - 100) # identical 
9.223372036854776e+18
>>> float(m - 1000)  # finally subtracting enough to make a tiny difference
9.223372036854775e+18

短期课程:当您想比较整数是否相等时,首先转换为float根本没有意义。