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DOTNET 7 中关于 NaN 相等性比较的调整

发布: 2023年2月14日 10:17:50

比如之前写过一篇文章 “深入理解C#中的相等性比较” ，对C#（DOTNET)中的相等性比较进行了系统梳理和介绍。

在文章中，提到在浮点数中，有一个非数 NaN（Not a Number），从数学意义上来说，两个 NaN 是不相等的。因此 float 和 double 重写了 == 运算符，让 NaN 和 NaN 不相等。但在约定中， object.Equals 方法必须保证自己等于自己，因此两者的行为出现了不一致。

float f = float.NaN;n Console.WriteLine(f == f); // Falsen Console.WriteLine(f.Equals(f)); // True

上述代码中， Equals 方法按照自身必须和自身相等约定返回 True。

== 运算则遵循了 IEEE 754 的要求，认为 NaN 不等于自身，其实从语义上来说，这是很合理的，NaN 只是表明值不能用数字来表示，不能用数字表示的情况有很多，相互之间肯定不能算相等。

但这只是理论上。在实践中，NaN 不等于自身的行为，会对矩阵、向量、集合、字典等类型数据结构行为的影响是比较大的，比如。

Vector2 v = new Vector2(float.NaN);n Console.WriteLine(v == v); // Falsen Console.WriteLine(v.Equals(v)); // False

上面的代码中，由 float.NaN 构造的 Vector2 与自身不相等。虽然 NaN 不定于 NaN 从数学上说是很自然的，但由此构造的别的对象互相不相等的合理性确值得商榷。

当然，这还不是致命的，如果作为字典类数据结构的健，该类型的健将无法被解析，导致数据丢失。

Vector2 v = new Vector2(float.NaN);n var s = new HashSet<Vector2>();n s.Add(v);n Console.WriteLine(s.Contains(v)); // False,数据丢失

对此，.NET 7 做了调整，从此 NaN == NaN 返回 True，这违反了 IEEE 754 的要求，但在实践中更加实用，而且若不考虑严格的数学意义，使用起来也是相当直观和可接受的。

float f = float.NaN;n Console.WriteLine(f == f); // Truen Console.WriteLine(f.Equals(f)); // True

。

这是一个破坏性的改变，该改变会影响以下类的相等性比较，如果有相关的代码，升级 .NET 7 时务必要进行充分测试。

  • System.Numerics.Matrix3x2.Equals
  • System.Numerics.Matrix4x4.Equals
  • System.Numerics.Plane.Equals
  • System.Numerics.Quaternion.Equals
  • System.Numerics.Vector2.Equals
  • System.Numerics.Vector3.Equals
  • System.Numerics.Vector4.Equals
  • System.Numerics.Vector.Equals
  • System.Runtime.Intrinsics.Vector64.Equals
  • System.Runtime.Intrinsics.Vector128.Equals
  • System.Runtime.Intrinsics.Vector256.Equals



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