浮點數不匹配的聚集

Question

我有這樣的樣品測試集文件：

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

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

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

所以，當我使用$ addFields聚集管道使用查詢的文檔添加新的「結果」字段：

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

它提供了以下結果：

/* 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 
} 

現在我想執行這個新添加的外商投資企業比較ld使用mongo查詢：

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

我看到的是上面的查詢是正確的，但不知道爲什麼它返回沒有文件匹配？

我在這裏做錯了什麼嗎？

Answer 1

在你的問題中，你並沒有真正說出全部真相。如果我參加了初始"value"領域，並與0.1添加它們，那麼結果是正是我期望：

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 } 
]) 

然後運行相同的初始聚集聲明：

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

結果：

{ "_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來到計算機科學。這是浮點數學，它總是有舍入誤差。對於完整的閱讀，進入此：

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

我們可以簡單地通過不使用小數和四捨五入來解決這個問題。在這種情況下X10：

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

凡"result"出來是這樣的：

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

並與最終的$match只在請求的值：

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

正確的結果

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

Answer 2

JavaScript中的默認（和當前唯一）本地數值類型是雙精度浮點型Number。正如在關於這個問題的其他討論中指出的那樣，二進制浮點運算由於一些小數部分cannot be represented exactly in binary floating point而受到舍入誤差。對此的常見解決方法是避免存儲小數值的數據模型方法using a Scale Factor。

但是，如果您使用的是MongoDB 3.4+，則在處理浮點數或貨幣值時可以使用本機Decimal BSON type進行精度調整。這實現了IEEE 754 Decimal 128 floating-point format，它支持精確的十進制表示，包括通過MongoDB的聚合管道進行算術操作。

mongo shell包含一個NumberDecimal幫助程序，用於將十進制值傳遞到聚合查詢或CRUD命令。

設置一些示例性數據：

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

...以及使用聚合來比較對照原始值和遞增的結果：

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)] } 
    }}, 
]) 

十進制類型正確地保持的精度和可用於精確匹配。此彙總的示例輸出：

{ 
    "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 
}