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前言

关于C语言中的三大零值不知道大家了解多少呢，还有浮点数比较问题，浮点数能够直接用比较运算符进行比较吗？为什么呢？

本文就来分享一波作者的学习心得与见解。

笔者水平有限，难免存在纰漏，欢迎指正交流。

三大零值

0
\0
NULL

它们的值都是0，但是有区别：类型的区别

0是int类型

转到定义可以查看到：NULL 是((void *)0)，也就是指针类型

'\0'是char类型

然而类型的区别只是给使用者和编译器来区分的，实际上值都是0，对于计算机没什么区别。

C语言有没有bool类型

c99之前，主要是c90是没有的，目前大部分书，都是认为没有的。因为书，一般都要落后于行业。

但是c99引入了_Bool类型（你没有看错，_Bool就是一个类型，不过在新增头文件stdbool.h中，被重新用宏写成了bool，为了保证C/C++兼容性）。

实际上通常使用C89和C90，也就是bool类型用的比较少，直接用伪bool类型（一般是int）由非零为真零为假来判断，而且一般这样：if(flag)，直接用变量值去和零比较。

实际上，如果你使用的是VS的话，会发现还有一个BOOL类型，对应TRUE和FALSE，为什么会这样呢？这是微软设计的只适合微软工具的类型，不具备可移植性，不推荐使用。

指针变量与“零值”进行比较

int *p = NULL;
//(1)
if(p == 0)
//(2)
if(p)
//(3)
if(NULL == p)

其实都可以，但是哪个比较好呢？

(1)写法可能引起误会，有可能把p认为是整型变量或其他类型

(2)写法也同(1)，可能会认为是“bool”类型

(3)写法更为稳妥些，毕竟看到NULL立马就能认出p应该是指针类型

浮点数的比较问题

首先我们要明确一个点：浮点数存储时并不是完整存储的，是有可能产生精度损失的，这与浮点数在内存中的存储方式有关，以前的文章已经讲过了，这里不再赘述。文章链接：[深入浅出C语言]浅析浮点数 - 掘金

注意这里的损失并不是一味的减少小，还有可能增大。浮点数本身存储的时候若遇到计算不尽的情况会“四舍五入”。

浮点数和0.0比较

#include <stdio.h>

int main()
{
    double x = 1.0;
    double y = 0.1;
    printf("%.50f\n", x - 0.9);
    printf("%.50f\n", y);
    
    if ((x - 0.9) == y)
    {
    	printf("you can see me!\n");
    }
    else
    {
    	printf("oops\n");
    }
    return 0;
}

很显然，浮点数的存和取并不那么准确。

可能有人就会说：把%.50f改成%.1f是不是就没问题了，毕竟精度精确到了小数点后一位嘛，后面的全部四舍五入了呗。

那我们试试看：

int main()
{
    double x = 1.0;
    double y = 0.1;
    printf("%.1f\n", x - 0.9);
    printf("%.1f\n", y);
    
    if ((x - 0.9) == y) 
    {
    	printf("you can see me!\n");
    }
    else 
    {
    	printf("oops\n");
    }
    return 0;
}

这样一来好像打印没什么问题了，但是还是不能用==比较欸。其实上面修改的精度是printf()函数打印浮点数的精度，实际上浮点数存储时很可能存在精度损失，这是难以避免的，有可能比理想值高一点或低一点，无法满足==运算的精确要求。

结论：因为精度损失问题，两个浮点数，绝对不能使用==进行相等比较。

两个浮点数该如何比较

应该进行范围精度比较，只要计算结果符合给定的精度范围要求，我们在误差允许范围内就认为该比较结果可靠。

对于==比较，需要两数之差在给定的精度范围内，可以有两种写法：

//伪代码
if((x-y) > -精度 && (x-y) < 精度)
{
	//TODO
}
//伪代码-简洁版
if(fabs(x-y) < 精度)//fabs是浮点数求绝对值
{ 
	//TODO
}

对于>比较，需要两数之差大于精度值：

//伪代码
if(x-y > 精度)
{
	//TODO
}

对于<比较，需要两数之差小于精度值：

//伪代码
if(x-y < 精度)
{
	//TODO
}

精度：

如果有需要，可以试试自己设置，通常是宏定义。

一般推荐使用系统精度:DBL_EPSILON和FLT_EPSILON

#include<float.h> //使用下面两个精度，需要包含该头文件
DBL_EPSILON //double 最小精度
FLT_EPSILON //float 最小精度

//两个精度定义
#define DBL_EPSILON 2.2204460492503131e-016

#define FLT_EPSILON 1.192092896e-07F

XXX_EPSILON是最小误差，是：XXX_EPSILON+n不等于n的最小的正数。

EPSILON这个单词翻译过来是'ε'的意思，数学上，就是一个极小的正数。

代码调整后

#include <stdio.h>
#include <math.h> //必须包含math.h,要不然无法使用fabs
#include <float.h> //必须包含，要不然无法使用系统精度

int main()
{
    double x = 1.0;
    double y = 0.1;
    printf("%.50f\n", x - 0.9);
    printf("%.50f\n", y);
    
    if (fabs((x - 0.9) - y) < DBL_EPSILON)//原始数据是双精度浮点数，我们就用DBL_EPSILON
    { 
        printf("you can see me!\n");
    }
    else
    {
    	printf("oops\n");
    }
    
    return 0;
}

和0.0比较

int main()
{
    double x = 0.00000000000000000000001;
    //有三种写法：
    if (fabs(x-0.0) < DBL_EPSILON)//写法1
    { 
    	printf("you can see me!\n");
    }
    if (fabs(x) < DBL_EPSILON)//写法2
    { 
    	printf("you can see me!\n");
    }
    if(x > -DBL_EPSILON && x < DBL_EPSILON)//写法3
    { 
    	printf("you can see me!\n");
    }
    else
    {
    	printf("oops\n");
    }

    return 0;
}

可不可以出现等号

x > -DBL_EPSILON && x < DBL_EPSILON: 为何不是>= && <= 呢？

个人看法：

XXX_EPSILON是最小误差，是：XXX_EPSILON+n不等于n的最小的正数。

XXX_EPSILON+n不等于n的最小的正数: 有很多数字+n都可以不等于n，但是XXX_EPSILON是最小的，而XXX_EPSILON依旧是引起不等的一员。

换句话说：fabs(x) <= DBL_EPSILON(确认x是否是0.0的逻辑)，要是相等了，就说明x本身就相当于最小误差DBL_EPSILON了，已经能够引起其他与它相加减的数据本身的变化了，可是这个不符合0.0不能引起其他数据变化的原则，就矛盾了，所以建议是不要加上等号，只要在精度范围内就可以说明是0.0了（小于了最小误差，就认为是0.0，实际上值不是真的0.0）。

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[深入浅出C语言]三大零值及浮点数比较问题

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