三角形の直角、鋭角、鈍角の判定に間違いが発生する件。

Question

本来なら直角と判定される値でも、プログラムで計算させると直角判定されません。(鈍角判定になります。)

import java.util.Scanner;

public class ClassifyingToys{
	public static void main(String[] args){
		Scanner scan = new Scanner(System.in);

		double[] array = new double[3];
		for (int i = 0 ; i < 3 ; i++) {
				array[i] = scan.nextDouble();
			}
			double result = array[2]*array[2] - array[0]*array[0] - array[1]*array[1];
			if(result < 0){
				System.out.println(" : acute-angled");
			}else if(result == 0){
				System.out.println(" : right-angled");				
			}else{
				System.out.println(" : obtuse-angled");
			}
		}
	}

入力と出力は以下の通りです。
0.03 0.04 0.05 //入力
: obtuse-angled　//出力

ただ、以下の値を入力したときは正常に判定されました。
3 4 5
: right-angled

Answer 1

コンピュータが扱う2進数では、ほとんどの10進数の小数を正確に表現できません。分母が2の累乗になるような既約分数(1/2,3/4など)以外は誤差が生じます。この辺の詳細は→double，float型とBigDecimalクラスは何がどう違うのですか？
0.03,0.04,0.05をdoubleに変換した時点で誤差が生じており、それぞれの2乗計算ではその誤差が累積するため、直角になる条件である「引き算の結果がちょうど0」は満たせません。整数と一致するdoubleであれば誤差が生じないので成立しますが。
10進数の計算を正確に行いたいなら、BigDecimalを使うなどの方法になります。

import java.util.Scanner;
import java.math.BigDecimal;

public class ClassifyingToys{
    public static void main(String[] args){
        Scanner scan = new Scanner(System.in);

        BigDecimal[] array = new BigDecimal[3];
        for (int i = 0 ; i < 3 ; i++) {
            array[i] = new BigDecimal(scan.next());
        }
        int result = array[2].pow(2).compareTo(array[0].pow(2).add(array[1].pow(2)));
        if(result < 0){
            System.out.println(" : acute-angled");
        }else if(result == 0){
            System.out.println(" : right-angled");                
        }else{
            System.out.println(" : obtuse-angled");
        }
    }
}

追記:改めて調べてみたら、Scannerで直接BigDecimalを取得できたので変更

import java.util.Scanner;
import java.math.BigDecimal;

public class ClassifyingToys{
    public static void main(String[] args){
        Scanner scan = new Scanner(System.in);

        BigDecimal[] array = new BigDecimal[3];
        for (int i = 0 ; i < 3 ; i++) {
            array[i] = scan.nextBigDecimal();
        }
        int result = array[2].pow(2).compareTo(array[0].pow(2).add(array[1].pow(2)));
        if(result < 0){
            System.out.println(" : acute-angled");
        }else if(result == 0){
            System.out.println(" : right-angled");                
        }else{
            System.out.println(" : obtuse-angled");
        }
    }
}

Answer 2

既に回答が付いている通りですが、、

float, doubleなどの浮動小数点を扱う場合、 == での比較の使用は限定的になるべきです。ある程度の誤差を見込むものです。
例えば、 (その範囲を 0.00001 とすれば)

  if (result > 0.00001) {
     // 正の数字
  } else if (result < -0.00001) {
     // 負の数字
  } else {
     // 0と見なす
  }

となります。

Answer 3

判定を int で行うようにした版を作ってみました。
入力された値をすぐに ParseDouble しないで、 String で保持し、
３つの数を捜査して 小数点をすべてブラして long 値にしてから 三角形の角度判定をするようにしています。

import java.util.Scanner;

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner scan = new Scanner(System.in);
		String[] str_array = new String[3];
		for (int i = 0; i < 3; i++) {
			str_array[i] = scan.next();
		}
		check_triange(str_array);
		String[] TESTS = {
				"3 4 5",
				"0.003 0.004 0.005",
				"300 400 500",
				"5 12 13",
				"0.005 0.012 0.013"
		};
		for (String line : TESTS) {
			check_triange(line.split(" "));
		}
	}

	static void check_triange(String[] str_array) {
		str_array = remove_shousuu(str_array);
		long[] array = new long[3];
		for (int i = 0; i < 3; i++) {
			System.out.print(str_array[i] + " ");
			array[i] = Long.parseLong(str_array[i]);
		}
		System.out.println();

		long result = array[2] * array[2] - array[0] * array[0] - array[1] * array[1];
		System.out.println("result:" + result);
		if (result < 0) {
			System.out.println(" : acute-angled");
		} else if (result == 0) {
			System.out.println(" : right-angled");
		} else {
			System.out.println(" : obtuse-angled");
		}
	}
	static String[] remove_shousuu(String strs[]) {
		int max_shousuu_len = 0;
		for (String s : strs) {
			int pos = s.indexOf(".");
			if (pos >= 0) {
				int len = s.length() - pos;
				if (max_shousuu_len < len) {
					max_shousuu_len = len;
				}
			}
		}

		if (max_shousuu_len == 0) {
			return strs;
		}

		String padding_zeors = "";
		for (int i = 0; i < max_shousuu_len; i++) {
			padding_zeors += "0";
		}
		for (int i = 0; i < strs.length; i++) {
			String int_s = "";
			String shousuu_s = "";
			String s = strs[i];
			int pos = s.indexOf(".");
			if (pos < 0) {
				int_s = s;
				shousuu_s = "";
			} else {
				int_s = s.substring(0, pos);
				shousuu_s = s.substring(pos + 1);
			}
			shousuu_s = (shousuu_s + padding_zeors).substring(0, max_shousuu_len - 1);
			strs[i] = int_s + shousuu_s;
		}
		return strs;
	}
}

実行例

参考情報

• Java 浮動小数点数の誤差に立ち向かう

https://qiita.com/kamikenta/items/084426d7d17efd23019d