double 형의 정확도 문제

  • nocut98
    nocut98

    413 div2-medium, div1-easy 문제인데요.
    [code c++]
    double minCommonDifference(int a0, vector seq) {
    long double lo(0), hi(1e26);
    for(int i=0; i long double t = (long double)(seq[i]-a0)/(long double)(i+1);
    lo = max(lo, t);
    }
    for(int i=0; i int t = a0 + (i+1)*lo;
    if(t != seq[i]) return -1;
    }
    return lo;
    }
    [/code]
    요렇게 하면 틀립니다 (정확도가 문제인가 봐요)
    같은 코드를 살짝 바꿔서
    [code c++]
    double minCommonDifference(int a0, vector seq) {
    long double lo(0), hi(1e26);
    for(int i=0; i<seq.size(); ++i) {
    long double t = (long double)(seq[i]-a0)/(long double)(i+1);
    lo = max(lo, t);
    t = (long double)(seq[i]-a0+1)/(long double)(i+1);
    hi = min(hi, t);
    }
    if(lo<hi) return lo;
    else return -1;
    }
    [/code]
    요렇게 하면 패스 하구요.
    쉽게 말해서 lo라는 값은 정확히 구하는데, 이 구한 값이 맞는지 확인하는 과정에서 자꾸 정확도 문제로 오류가 발생하는데요.
    double형의 정확도 문제를 어느정도 안다고 생각했는데, 저렇게 구하면 뭐가 문제인 걸까요 ㅠ_ㅠ

    [이 글은 과거 홈페이지에서 이전된 글입니다. 원문보기]

    16년 전
6개의 댓글이 있습니다.
  • nocut98
    nocut98

    다시 곱해서 해당 integer가 나오는 게 쉽지가 않군요 ㅡ.ㅜ
    다른 분들은 double형을 대하실 때 어떤식으로 처리하시는 지 궁금합니다


    16년 전 link
  • astein
    astein

    아마 저 소스에서는 정확도 문제가 아니라 floor 문제 아닐까요?
    int t = -1.8 로 하면 -1이 나올텐데, [-1.8] = -2 니까요.


    16년 전 link
  • JongMan
    JongMan

    오차를 찾아낸다는 것이 좀 어렵죠. ^^; 우리 입장에서야 어떤 값이 되어야 할 지 알 수 있지만, 컴퓨터야 double 밖에 없으니 ;;


    16년 전 link
  • nocut98
    nocut98

    double 형을 사용하는 문제의 경우 연산이 좀 겹치기 시작하면 어떻게 풀면 괜찮고, 어떻게 풀면 안되는지 감이 별로 없어요뭐 예를 들어서 곱셈이 한 10번 이상 된다 싶으면 오차 때문에 다른 방법을 찾아야 한다던지...
    다른 분들은 어떤 기준을 가지고 double형 문제에 접근하시는 지 궁금하네요 :)


    16년 전 link
  • JongMan
    JongMan

    음 그러게요. 저도 알고리즘의 floating point stability 에 대해서는 아는 것이 별로 없습니다. ^^; 이번 학기에 수치해석 듣는데 관련 얘기 나오면 한번 강좌라도 올려보죠. 
    일단 제가 아는 대로 써 보자면.. 실수를 사용하는 이상 오차는 늘 생길 수밖에 없습니다. (범위 안의 정수만 사용하신다면, 정확성이 보장됩니다만..) 중요한 점은 오차가 큰 영향을 주지 않는 코드를 작성하는 것이지요. 코드 한 줄마다, 만약 이 값이 1e-12 만큼 다르다고 해도, 항상 비슷한 (정답과 1e-10 이하로 차이나는) 결과가 나올까? 라는 질문을 던져 보시면 답이 나옵니다.
    예를 들어, (7.0 / 4.0) * 4.0 이라는 식을 계산한다고 할 때, 7.0 / 4.0 부에서 1e-12 만큼의 오차가 났다고 합시다. 하지만, 그 이후에 4 를 곱해도, 오차는 꼴랑 4e-12 가 될 뿐입니다. 충분히 용납할 수 있는 오차이지요. 하지만 여기에 floor() 를 씌운다면? 그때는 1e-12 차이에 의해 답이 1 이나 차이날 수 있게 됩니다. 따라서, 이런 경우를 가능한한 피하는 프로그램을 작성해야 합니다. 
    예를 들어:
    해가 반드시 2개 있다고 할때 2차 방정식의 해를 구하기 => 중간 과정에 오차가 난다고 해도 해는 별로 달라지지 않으니 안정적입니다.
    두 원이 접하는지 판단하기 => 오차가 조금 나면 완전 교차한다고 볼 수도 있고, 닿지 않았다고 판단할 수 있으니 불안정합니다.
    이런 식이죠. 
    사실 floating point instability (불안정성) 을 완전히 피해서 코드를 작성하는 것은 이상적인 경우의 이야기고.. 언제나 그럴 수 있진 않지요. 따라서, 코드를 따라가면서, 오차가 어떤 형식으로 누적되는지, 범위 밖을 벗어나는 값을 언제 사용하게 되는지 등을 볼 수 있는 능력이 있어야 하겠지요. 음.. 타겟이 되려면 -.- ㅋㅋㅋㅋ


    16년 전 link
  • JongMan
    JongMan

    예, 실제로 유리수 클래스를 사용하는 것은 실전에서도 많이 사용되는 테크닉이죠. ^^ 하지만 항상 사용할 수 있는 것은 아니죠. sqrt 나 exp 같은 연산들이 포함되거나, pi 같은 상수도 못 쓰니까..;;


    16년 전 link
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