浮動到雙重轉換 - 單元測試中的最佳斷言？

Question

鑒於這些陳述

float f = 7.1f;
double d = f;

我們可以在單元測試中斷言d？

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例如，這不起作用：

Console.WriteLine(d == 7.1d); // false
Console.WriteLine(d < 7.1d + float.Epsilon); // true by luck
Console.WriteLine(d > 7.1d - float.Epsilon); // false (less luck)

我到目前為止找到的最好的方法是將值轉換回來：

float f2 = (float)d;
Console.WriteLine(f2 == f); // true

這與粗野的說法相同

Console.WriteLine(d == 7.1f); // 7.1f implicitly converted to double as above

這個問題一般不是關於double和float精度的，而是關於單元測試如何最好地描述d的限制的實用問題。 在我的例子中，d是由輕量代碼生成生成的代碼中發生的轉換的結果。 在測試這個代碼生成時，我必須對這個函數的結果做出斷言，這最終歸結為上面的簡單問題。

Answer 1

你的“最佳方式”是斷言你生成的代碼返回的內容是float的誤差范圍7.1 。 這可能是你要檢查的，在這種情況下，繼續。

另一方面，您可能希望聲明生成的代碼特別返回將7.1f轉換為double的結果，在這種情況下，您可以執行以下操作：

Console.WriteLine(d == (double)f);

這是更嚴格的 - 您的測試斷言d在一個小范圍內，而上述測試斷言d是一個特定值。

這真的取決於你將使用什么d 。 如果事情出現問題，如果它不是確切的值，請測試確切的值，但如果可以在值的float范圍內，請檢查float 。

Answer 2

為了比較兩個浮點值ibm sugest來測試abs(a/b - 1) < epsilon

msnd指出，當實例的值為零時， Epsilon屬性反映了數值運算或比較中最重要的最小正值。

實際上你應該檢查一下

Math.Abs(d/(double)f) - 1) < float.Epsilon)

Answer 3

(float) d == f 。

另一個答案建議d == (double) f ，但這是無用的測試，因為(double) f執行與d = f隱式執行的相同轉換。 所以這個斷言唯一可以測試的是實現的某些方面是否被破壞（例如，編譯器錯誤地以不同的方式實現了其中一個轉換），一些外部機制在賦值和之間改變了d或f 。斷言或源代碼被破壞，因此d既不是double也不是float也不是任何能夠精確保存f值或者沒有執行賦值d = f 。

通常，我們期望沒有浮點誤差，因為在浮點的每個正常實現中，從較窄的精度到相同基數的更寬精度的轉換沒有錯誤，因為更寬的精度可以表示每個值，更窄的精度可以。 在不常見的情況下，較寬的浮點格式可能具有較小的指數范圍。 只有在這種情況下，或者在反常定義的浮點格式中，轉換為更寬的格式才會導致值的變化。 在這些情況下，執行相同的轉換不會檢測到更改。

相反，我們從更寬的格式轉換回更窄的格式。 如果d與f不同，則此轉換有可能檢測到錯誤。 例如，假設f包含0x1p-1000，但由於某種原因，這在d的格式中是不可表示的，因此它被舍入為零。 然后(float) d == f求值為(float) 0 == 0x1p-1000 ，然后為0 == 0x1p-1000 ，然后為false 。 另外，這種測試可以檢測相同的錯誤，其他建議：一個破碎實施方式中，變更d或f ，一個不正確的類型的d ，而且缺少分配d = f 。

除此之外，你會在這里用斷言檢測到什么錯誤？