O código a seguir está obviamente errado. Qual é o problema?
i <- 0.1
i <- i + 0.05
i
## [1] 0.15
if(i==0.15) cat("i equals 0.15") else cat("i does not equal 0.15")
## i does not equal 0.15
O código a seguir está obviamente errado. Qual é o problema?
i <- 0.1
i <- i + 0.05
i
## [1] 0.15
if(i==0.15) cat("i equals 0.15") else cat("i does not equal 0.15")
## i does not equal 0.15
Respostas:
Como nem todos os números podem ser representados exatamente na aritmética de ponto flutuante IEEE (o padrão que quase todos os computadores usam para representar números decimais e fazer contas com eles), nem sempre você obtém o que esperava. Isso é especialmente verdadeiro porque alguns valores que são decimais simples e finitos (como 0,1 e 0,05) não são representados exatamente no computador e, portanto, os resultados da aritmética neles podem não fornecer um resultado idêntico a uma representação direta do " conhecida "resposta.
Essa é uma limitação bem conhecida da aritmética computacional e é discutida em vários locais:
A solução padrão para isso R
é não usar ==
, mas sim a all.equal
função. Ou melhor, já que all.equal
fornece muitos detalhes sobre as diferenças, se houver alguma isTRUE(all.equal(...))
.
if(isTRUE(all.equal(i,0.15))) cat("i equals 0.15") else cat("i does not equal 0.15")
rendimentos
i equals 0.15
Mais alguns exemplos de uso em all.equal
vez de ==
(o último exemplo deve mostrar que isso mostrará corretamente as diferenças).
0.1+0.05==0.15
#[1] FALSE
isTRUE(all.equal(0.1+0.05, 0.15))
#[1] TRUE
1-0.1-0.1-0.1==0.7
#[1] FALSE
isTRUE(all.equal(1-0.1-0.1-0.1, 0.7))
#[1] TRUE
0.3/0.1 == 3
#[1] FALSE
isTRUE(all.equal(0.3/0.1, 3))
#[1] TRUE
0.1+0.1==0.15
#[1] FALSE
isTRUE(all.equal(0.1+0.1, 0.15))
#[1] FALSE
Mais detalhes, copiados diretamente de uma resposta para uma pergunta semelhante :
O problema que você encontrou é que o ponto flutuante não pode representar frações decimais exatamente na maioria dos casos, o que significa que você encontrará frequentemente que as correspondências exatas falham.
enquanto R fica um pouco quando você diz:
1.1-0.2
#[1] 0.9
0.9
#[1] 0.9
Você pode descobrir o que realmente pensa em decimal:
sprintf("%.54f",1.1-0.2)
#[1] "0.900000000000000133226762955018784850835800170898437500"
sprintf("%.54f",0.9)
#[1] "0.900000000000000022204460492503130808472633361816406250"
Você pode ver que esses números são diferentes, mas a representação é um pouco difícil. Se olharmos para eles em binário (bem, hexadecimal, que é equivalente), obtemos uma imagem mais clara:
sprintf("%a",0.9)
#[1] "0x1.ccccccccccccdp-1"
sprintf("%a",1.1-0.2)
#[1] "0x1.ccccccccccccep-1"
sprintf("%a",1.1-0.2-0.9)
#[1] "0x1p-53"
Você pode ver que eles diferem por 2^-53
, o que é importante porque esse número é a menor diferença representável entre dois números cujo valor é próximo a 1, como é este.
Podemos descobrir em qualquer computador qual é esse menor número representável olhando no campo da máquina de R :
?.Machine
#....
#double.eps the smallest positive floating-point number x
#such that 1 + x != 1. It equals base^ulp.digits if either
#base is 2 or rounding is 0; otherwise, it is
#(base^ulp.digits) / 2. Normally 2.220446e-16.
#....
.Machine$double.eps
#[1] 2.220446e-16
sprintf("%a",.Machine$double.eps)
#[1] "0x1p-52"
Você pode usar esse fato para criar uma função 'quase igual' que verifique se a diferença está próxima do menor número representável no ponto flutuante. Na verdade isso já existe: all.equal
.
?all.equal
#....
#all.equal(x,y) is a utility to compare R objects x and y testing ‘near equality’.
#....
#all.equal(target, current,
# tolerance = .Machine$double.eps ^ 0.5,
# scale = NULL, check.attributes = TRUE, ...)
#....
Portanto, a função all.equal está realmente verificando se a diferença entre os números é a raiz quadrada da menor diferença entre duas mantissas.
Esse algoritmo fica um pouco engraçado perto de números extremamente pequenos chamados denormals, mas você não precisa se preocupar com isso.
A discussão acima assumiu uma comparação de dois valores únicos. Em R, não existem escalares, apenas vetores e a vetorização implícita é uma força da linguagem. Para comparar o valor de vetores em termos de elementos, os princípios anteriores são válidos, mas a implementação é um pouco diferente. ==
é vetorizado (faz uma comparação elemento a elemento) enquanto all.equal
compara os vetores inteiros como uma única entidade.
Usando os exemplos anteriores
a <- c(0.1+0.05, 1-0.1-0.1-0.1, 0.3/0.1, 0.1+0.1)
b <- c(0.15, 0.7, 3, 0.15)
==
não fornece o resultado "esperado" e all.equal
não executa em elementos
a==b
#[1] FALSE FALSE FALSE FALSE
all.equal(a,b)
#[1] "Mean relative difference: 0.01234568"
isTRUE(all.equal(a,b))
#[1] FALSE
Em vez disso, uma versão que passa pelos dois vetores deve ser usada
mapply(function(x, y) {isTRUE(all.equal(x, y))}, a, b)
#[1] TRUE TRUE TRUE FALSE
Se uma versão funcional disso for desejada, ela poderá ser escrita
elementwise.all.equal <- Vectorize(function(x, y) {isTRUE(all.equal(x, y))})
que pode ser chamado apenas
elementwise.all.equal(a, b)
#[1] TRUE TRUE TRUE FALSE
Como alternativa, em vez de agrupar all.equal
ainda mais chamadas de função, você pode apenas replicar os internos relevantes all.equal.numeric
e usar a vetorização implícita:
tolerance = .Machine$double.eps^0.5
# this is the default tolerance used in all.equal,
# but you can pick a different tolerance to match your needs
abs(a - b) < tolerance
#[1] TRUE TRUE TRUE FALSE
Essa é a abordagem adotada dplyr::near
, que se documenta como
Esta é uma maneira segura de comparar se dois vetores de números de ponto flutuante são (em pares) iguais. Isso é mais seguro do que usar
==
, porque possui uma tolerância integrada
dplyr::near(a, b)
#[1] TRUE TRUE TRUE FALSE
Adicionando ao comentário de Brian (que é o motivo), você pode passar por isso usando all.equal
:
# i <- 0.1
# i <- i + 0.05
# i
#if(all.equal(i, .15)) cat("i equals 0.15\n") else cat("i does not equal 0.15\n")
#i equals 0.15
De acordo com o aviso de Joshua, aqui está o código atualizado (Obrigado Joshua):
i <- 0.1
i <- i + 0.05
i
if(isTRUE(all.equal(i, .15))) { #code was getting sloppy &went to multiple lines
cat("i equals 0.15\n")
} else {
cat("i does not equal 0.15\n")
}
#i equals 0.15
all.equal
não retorna FALSE
quando há diferenças; portanto, você precisa envolvê-lo isTRUE
ao usá-lo em uma if
instrução
Isso é hackish, mas rápido:
if(round(i, 10)==0.15) cat("i equals 0.15") else cat("i does not equal 0.15")
all.equal(... tolerance)
parâmetro all.equal(0.147, 0.15, tolerance=0.05)
é verdade.
dplyr::near()
é uma opção para testar se dois vetores de números de ponto flutuante são iguais. Este é o exemplo dos documentos :
sqrt(2) ^ 2 == 2
#> [1] FALSE
library(dplyr)
near(sqrt(2) ^ 2, 2)
#> [1] TRUE
A função possui um parâmetro de tolerância embutido: tol = .Machine$double.eps^0.5
que pode ser ajustado. O parâmetro padrão é o mesmo que o padrão para all.equal()
.
Eu tive um problema parecido. Eu usei a seguinte solução.
@ Encontrei esta solução alternativa para intervalos de corte desiguais. @ Usei a função round em R. Ao definir a opção para 2 dígitos, não resolvi o problema.
options(digits = 2)
cbind(
seq( from = 1, to = 9, by = 1 ),
cut( seq( from = 1, to = 9, by = 1), c( 0, 3, 6, 9 ) ),
seq( from = 0.1, to = 0.9, by = 0.1 ),
cut( seq( from = 0.1, to = 0.9, by = 0.1), c( 0, 0.3, 0.6, 0.9 )),
seq( from = 0.01, to = 0.09, by = 0.01 ),
cut( seq( from = 0.01, to = 0.09, by = 0.01), c( 0, 0.03, 0.06, 0.09 ))
)
saída de intervalos de corte desiguais com base nas opções (dígitos = 2):
[,1] [,2] [,3] [,4] [,5] [,6]
[1,] 1 1 0.1 1 0.01 1
[2,] 2 1 0.2 1 0.02 1
[3,] 3 1 0.3 2 0.03 1
[4,] 4 2 0.4 2 0.04 2
[5,] 5 2 0.5 2 0.05 2
[6,] 6 2 0.6 2 0.06 3
[7,] 7 3 0.7 3 0.07 3
[8,] 8 3 0.8 3 0.08 3
[9,] 9 3 0.9 3 0.09 3
options(digits = 200)
cbind(
seq( from = 1, to = 9, by = 1 ),
cut( round(seq( from = 1, to = 9, by = 1), 2), c( 0, 3, 6, 9 ) ),
seq( from = 0.1, to = 0.9, by = 0.1 ),
cut( round(seq( from = 0.1, to = 0.9, by = 0.1), 2), c( 0, 0.3, 0.6, 0.9 )),
seq( from = 0.01, to = 0.09, by = 0.01 ),
cut( round(seq( from = 0.01, to = 0.09, by = 0.01), 2), c( 0, 0.03, 0.06, 0.09 ))
)
saída de intervalos de corte iguais com base na função redonda:
[,1] [,2] [,3] [,4] [,5] [,6]
[1,] 1 1 0.1 1 0.01 1
[2,] 2 1 0.2 1 0.02 1
[3,] 3 1 0.3 1 0.03 1
[4,] 4 2 0.4 2 0.04 2
[5,] 5 2 0.5 2 0.05 2
[6,] 6 2 0.6 2 0.06 2
[7,] 7 3 0.7 3 0.07 3
[8,] 8 3 0.8 3 0.08 3
[9,] 9 3 0.9 3 0.09 3
Comparações generalizadas ("<=", "> =", "=") na aritmética de duplo precião:
Comparando a <= b:
IsSmallerOrEqual <- function(a,b) {
# Control the existence of "Mean relative difference..." in all.equal;
# if exists, it results in character, not logical:
if ( class(all.equal(a, b)) == "logical" && (a<b | all.equal(a, b))) { return(TRUE)
} else if (a < b) { return(TRUE)
} else { return(FALSE) }
}
IsSmallerOrEqual(abs(-2-(-2.2)), 0.2) # TRUE
IsSmallerOrEqual(abs(-2-(-2.2)), 0.3) # TRUE
IsSmallerOrEqual(abs(-2-(-2.2)), 0.1) # FALSE
IsSmallerOrEqual(3,3); IsSmallerOrEqual(3,4); IsSmallerOrEqual(4,3)
# TRUE; TRUE; FALSE
Comparando a> = b:
IsBiggerOrEqual <- function(a,b) {
# Control the existence of "Mean relative difference..." in all.equal;
# if exists, it results in character, not logical:
if ( class(all.equal(a, b)) == "logical" && (a>b | all.equal(a, b))) { return(TRUE)
} else if (a > b) { return(TRUE)
} else { return(FALSE) }
}
IsBiggerOrEqual(3,3); IsBiggerOrEqual(4,3); IsBiggerOrEqual(3,4)
# TRUE; TRUE; FALSE
Comparando a = b:
IsEqual <- function(a,b) {
# Control the existence of "Mean relative difference..." in all.equal;
# if exists, it results in character, not logical:
if ( class(all.equal(a, b)) == "logical" ) { return(TRUE)
} else { return(FALSE) }
}
IsEqual(0.1+0.05,0.15) # TRUE