浮点数不匹配的聚集

Question

我有这样的样品测试集文件：

/* 1 */ 
{ 
    "_id" : 1.0, 
    "value" : 10.7 
} 

/* 2 */ 
{ 
    "_id" : 2.0, 
    "value" : 10.8 
} 

/* 3 */ 
{ 
    "_id" : 3.0, 
    "value" : 10.7 
} 

所以，当我使用$ addFields聚集管道使用查询的文档添加新的“结果”字段：

db.test.aggregate([{$addFields:{result:{ $add : ["$value", .10]}}}]); 

它提供了以下结果：

/* 1 */ 
{ 
    "_id" : 1.0, 
    "value" : 10.7, 
    "result" : 10.8 
} 

/* 2 */ 
{ 
    "_id" : 2.0, 
    "value" : 10.8, 
    "result" : 10.9 
} 

/* 3 */ 
{ 
    "_id" : 3.0, 
    "value" : 10.7, 
    "result" : 10.8 
} 

现在我想执行这个新添加的外商投资企业比较ld使用mongo查询：

db.test.aggregate([ 
    {$addFields:{result:{ $add : ["$value", .10]}}}, 
    { $match : { result : { $eq : 10.8}}} 
]); 

我看到的是上面的查询是正确的，但不知道为什么它返回没有文件匹配？

我在这里做错了什么吗？

Answer 1

在你的问题中，你并没有真正说出全部真相。如果我参加了初始"value"领域，并与0.1添加它们，那么结果是正是我期望：

所以插入的文件：

db.numbers.insert([ 
    { "_id" : 1.0, "value" : 10.7 }, 
    { "_id" : 2.0, "value" : 10.8 }, 
    { "_id" : 3.0, "value" : 10.7 } 
]) 

然后运行相同的初始聚集声明：

db.numbers.aggregate([ 
    { "$addFields":{ 
    "result": { "$add": [ "$value", 0.10 ] } 
    }} 
]); 

结果：

{ "_id" : 1, "value" : 10.7, "result" : 10.799999999999999 } 
{ "_id" : 2, "value" : 10.8, "result" : 10.9 } 
{ "_id" : 3, "value" : 10.7, "result" : 10.799999999999999 } 

WEL来到计算机科学。这是浮点数学，它总是有舍入误差。对于完整的阅读，进入此：

What Every Computer Scientist Should Know About Floating-Point Arithmetic。

我们可以简单地通过不使用小数和四舍五入来解决这个问题。在这种情况下X10：

db.numbers.aggregate([ 
    { "$addFields": { 
    "result": { 
     "$divide": [ 
     { "$add": [ 
      { "$multiply": [ "$value", 10 ] }, 
      1 
     ]}, 
     10 
     ] 
    } 
    }} 
]) 

凡"result"出来是这样的：

{ "_id" : 1, "value" : 10.7, "result" : 10.8 } 
{ "_id" : 2, "value" : 10.8, "result" : 10.9 } 
{ "_id" : 3, "value" : 10.7, "result" : 10.8 } 

并与最终的$match只在请求的值：

db.numbers.aggregate([ 
    { "$addFields": { 
    "result": { 
     "$divide": [ 
     { "$add": [ 
      { "$multiply": [ "$value", 10 ] }, 
      1 
     ]}, 
     10 
     ] 
    } 
    }}, 
    { "$match": { "result": 10.8 } } 
]) 

正确的结果

{ "_id" : 1, "value" : 10.7, "result" : 10.8 } 
{ "_id" : 3, "value" : 10.7, "result" : 10.8 } 

Answer 2

JavaScript中的默认（和当前唯一）本地数值类型是双精度浮点型Number。正如在关于这个问题的其他讨论中指出的那样，二进制浮点运算由于一些小数部分cannot be represented exactly in binary floating point而受到舍入误差。对此的常见解决方法是避免存储小数值的数据模型方法using a Scale Factor。

但是，如果您使用的是MongoDB 3.4+，则在处理浮点数或货币值时可以使用本机Decimal BSON type进行精度调整。这实现了IEEE 754 Decimal 128 floating-point format，它支持精确的十进制表示，包括通过MongoDB的聚合管道进行算术操作。

mongo shell包含一个NumberDecimal帮助程序，用于将十进制值传递到聚合查询或CRUD命令。

设置一些示例性数据：

db.test.insert([ 
    { "_id" : 1.0, "value" : NumberDecimal(10.7) }, 
    { "_id" : 2.0, "value" : NumberDecimal(10.8) } 
]) 

...以及使用聚合来比较对照原始值和递增的结果：

db.test.aggregate([ 
    { $addFields: { 
     "result" : { "$add": [ "$value", NumberDecimal(0.10) ] }, 
    }}, 

    // Compare value and result against expected value of 10.8 
    { $addFields: { 
     "matches_value": { $eq: ["$value", NumberDecimal(10.8)] }, 
     "matches_result": { $eq: ["$result", NumberDecimal(10.8)] } 
    }}, 
]) 

十进制类型正确地保持的精度和可用于精确匹配。此汇总的示例输出：

{ 
    "result": [ 
    { 
     "_id": 1, 
     "value": NumberDecimal("10.7000000000000"), 
     "result": NumberDecimal("10.800000000000000"), 
     "matches_value": false, 
     "matches_result": true 
    }, 
    { 
     "_id": 2, 
     "value": NumberDecimal("10.8000000000000"), 
     "result": NumberDecimal("10.900000000000000"), 
     "matches_value": true, 
     "matches_result": false 
    } 
    ], 
    "ok": 1 
}