C++でfloatとdoubleを比較する方法｜許容誤差（EPSILON）を使った実装例

C++においてfloat型やdouble型などの浮動小数点数を比較する方法は、最終的に何を実現したいかによって異なります。浮動小数点数は内部で2進数の近似値として表現されるため、「==」演算子による単純な等価比較では意図しない結果になることがあります。そこで一般的には、許容できる誤差（イプシロン）を設定し、その範囲内であれば同じ値とみなす手法が用いられます。

理論面に深入りしすぎず、すぐに使える関数が必要で、多少の計算誤差が許容できる場合は、以下のような関数が便利です。

サンプルコード

#include<iostream>
using namespace std;

// 許容できる誤差を定義する
#define EPSILON 0.000001

bool areSame(double a, double b) {
    return fabs(a - b) < EPSILON;
}

int main() {
    double a = 1.005;
    double b = 1.006;
    cout << areSame(a, a);
    cout << areSame(a, b);
}

出力結果

このプログラムを実行すると、次の出力が得られます。

1
0

この関数は、あらかじめ定義した許容誤差（EPSILON）をもとに、比較対象の2つの数値の差がその閾値未満であるかどうかを判定します。差が十分に小さければ「同じ値」とみなすというアプローチです。上記の例では、a と a の比較は差がゼロなので true（1）、一方 a と b の比較は差が EPSILON を超えるため false（0）となります。

さらに厳密で高精度な浮動小数点数の比較が必要な場合は、以下の優れたブログ記事を参照することをお勧めします。

Comparing Floating Point Numbers, 2012 Edition – Random ASCII