面试题：Rust浮点数类型的基本运算与精度问题

Question

在Rust中，给定两个浮点数`f1 = 0.1`和`f2 = 0.2`，尝试将它们相加并打印结果。请解释为什么结果可能与预期不符，并说明如何处理浮点数精度问题。

Answer 1

fn main() {
    let f1 = 0.1;
    let f2 = 0.2;
    let result = f1 + f2;
    println!("The result of addition: {}", result);
}

浮点数在计算机中以二进制形式存储，由于十进制小数（如0.1和0.2）无法精确表示为有限长度的二进制小数，会存在精度损失。所以0.1 + 0.2的结果在计算机中并非精确的0.3。

处理浮点数精度问题的方法：

• 使用指定精度类型：例如f64比f32有更高精度，在可能的情况下优先选择f64。
• 比较时使用误差范围：在比较两个浮点数时，不直接使用==，而是判断它们的差值是否在一个可接受的误差范围内，例如：

fn main() {
    let f1 = 0.1;
    let f2 = 0.2;
    let result = f1 + f2;
    let expected = 0.3;
    let epsilon = 1e-9;
    if (result - expected).abs() < epsilon {
        println!("Results are approximately equal");
    } else {
        println!("Results are not approximately equal");
    }
}

• 使用定点数：如果应用场景对精度要求非常高且小数范围有限，可以考虑使用定点数库，例如rust_decimal库，它可以精确表示小数。

use rust_decimal::Decimal;

fn main() {
    let f1 = Decimal::from_str("0.1").unwrap();
    let f2 = Decimal::from_str("0.2").unwrap();
    let result = f1 + f2;
    let expected = Decimal::from_str("0.3").unwrap();
    if result == expected {
        println!("Results are exactly equal");
    }
}