Java，BigDecimal：如何對舍入錯誤進行單元測試？

Question

我將簡要介紹一下我的實際情況：

假設我必須用Java實現一些代碼來計算加權算術平均值 。 我給出了兩個浮點值數組（表示為雙精度數），每個數組長度相同，第一個包含值，第二個包含各自的權重。

我們還說我做了一些實現，它返回一個表示輸入值的加權算術平均值的浮點值（也是一個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();
}

我寫了一個單元測試，傳遞了一些值（比如，3個值+3個權重）。 我首先手動計算他們的加權算術平均值（使用計算器），然后編寫一個單元測試，檢查我的代碼是否返回該值。

我認為，由於舍入誤差，這種測試對於所使用的值的數量要大得多的情況是不相關的。 也許我實現的代碼適用於3個值+ 3個權重（對於給定的精度），因為舍入誤差小於這種情況下的精度，但是舍入誤差很可能大於1000的所需精度。值+ 1000個權重。

我的問題是：

• 我是否還應該編寫一個單元測試來檢查大量的值（生產使用的“最壞情況”）？
• 如果我應該，我該怎么寫呢？ 如何獲得正確的值，以便我可以在我的測試斷言中使用它（手動計算2x1000值的均值似乎是一個壞主意，即使使用加權平均值計算器 ......）？
• 類似的場景也是如此：計算幾何平均值等...

Answer 1

在編寫單元測試時，你總是不得不放棄某個地方。 訣竅是當你有足夠的信心時放棄:-)

在您的情況下，一些簡單的測試用例是：

• 空數組
• 創建第二個算法，該算法使用精確的算術（如BigDecimal輸入數組）來計算所選輸入的誤差范圍
• 兩個數組填充相同的值。 這樣，你知道結果（它應該與單獨的第一對相同）。
  • 嘗試找到導致大舍入誤差的一對數字（如1 / 10,0.1 / 1,0.2 / 2，最終都為0.1，無法使用double正確表示; 請參見此處 ）
• 創建包含隨機差異的輸入數組（即+ - 1％* rand（））。 隨着輸入數組的增長，這些應該均勻。

比較結果時，使用assertEquals(double, double, double) ，其中前兩個是要比較的值，最后一個是精度（逗號后3個數字為1e-3 ）。

最后，您需要使用該算法並查看其行為方式。 當您發現問題時，請為此特定情況添加測試用例。

Answer 2

是的你應該。 測試（應該）總是涉及邊界值。

您可以提供一個epsilon邊界，您斷言答案是（大致）正確的。