Java，BigDecimal：如何对舍入错误进行单元测试？

Question

我将简要介绍一下我的实际情况：

假设我必须用Java实现一些代码来计算加权算术平均值 。 我给出了两个浮点值数组（表示为双精度数），每个数组长度相同，第一个包含值，第二个包含各自的权重。

我们还说我做了一些实现，它返回一个表示输入值的加权算术平均值的浮点值（也是一个double）：

public static double calculateWeightedArithmeticMean(double[] values, 
        double[] weights) {

    if(values.length != weights.length) {
        throw new IllegalArgumentException();
    }

    if(values.length == 0) {
        return 0;
    }

    if(values.length == 1) {
        return new BigDecimal(values[0]).setScale(1, RoundingMode.HALF_UP).
                doubleValue();
    }

    BigDecimal dividend = BigDecimal.ZERO;
    BigDecimal divisor = BigDecimal.ZERO;
    for(int i = 0; i < values.length; i++) {
        dividend = dividend.add(new BigDecimal(values[i]).
                multiply(new BigDecimal(weights[i])));
        divisor = divisor.add(new BigDecimal(weights[i]));
    }
    if(dividend.compareTo(BigDecimal.ZERO) == 0) {
        return 0d;
    }
    return dividend.divide(divisor, 1, RoundingMode.HALF_UP).doubleValue();
}

我写了一个单元测试，传递了一些值（比如，3个值+3个权重）。 我首先手动计算他们的加权算术平均值（使用计算器），然后编写一个单元测试，检查我的代码是否返回该值。

我认为，由于舍入误差，这种测试对于所使用的值的数量要大得多的情况是不相关的。 也许我实现的代码适用于3个值+ 3个权重（对于给定的精度），因为舍入误差小于这种情况下的精度，但是舍入误差很可能大于1000的所需精度。值+ 1000个权重。

我的问题是：

• 我是否还应该编写一个单元测试来检查大量的值（生产使用的“最坏情况”）？
• 如果我应该，我该怎么写呢？ 如何获得正确的值，以便我可以在我的测试断言中使用它（手动计算2x1000值的均值似乎是一个坏主意，即使使用加权平均值计算器 ......）？
• 类似的场景也是如此：计算几何平均值等...

Answer 1

在编写单元测试时，你总是不得不放弃某个地方。 诀窍是当你有足够的信心时放弃:-)

在您的情况下，一些简单的测试用例是：

• 空数组
• 创建第二个算法，该算法使用精确的算术（如BigDecimal输入数组）来计算所选输入的误差范围
• 两个数组填充相同的值。 这样，你知道结果（它应该与单独的第一对相同）。
  • 尝试找到导致大舍入误差的一对数字（如1 / 10,0.1 / 1,0.2 / 2，最终都为0.1，无法使用double正确表示; 请参见此处 ）
• 创建包含随机差异的输入数组（即+ - 1％* rand（））。 随着输入数组的增长，这些应该均匀。

比较结果时，使用assertEquals(double, double, double) ，其中前两个是要比较的值，最后一个是精度（逗号后3个数字为1e-3 ）。

最后，您需要使用该算法并查看其行为方式。 当您发现问题时，请为此特定情况添加测试用例。

Answer 2

是的你应该。 测试（应该）总是涉及边界值。

您可以提供一个epsilon边界，您断言答案是（大致）正确的。