实现地理坐标类：相等比较

我正在将CodePlex的地理坐标类集成到我的个人“工具箱”库中。 此类使用float字段来存储纬度和经度。

由于GeoCoordinate类实现了IEquatable ，我习惯性地编写Equals方法，如下所示：

 public bool Equals(GeoCoordinate other) { if (other == null) { return false; } return this.latitude == other.latitude && this.longitude == other.longitude; } 

在这一点上，我停下来，并认为我正在比较浮点变量的相等性，这通常是禁忌。 我的思考过程大致如下：

1. 我只能设想一次设置Latitude和Longitude属性，这意味着不会累积任何错误来搞砸我的比较。

2. 另一方面，写（尽管没有意义）是可能的

    var geo1 = new GeoCoordinate(1.2, 1.2); var geo2 = new GeoCoordinate(1.2, 1.2); // geo1.Equals(geo2) will definitely be true, BUT: geo2.Latitude *= 10; geo2.Latitude /= 10; // I would think that now all bets are off 

   当然这不是我能想象到的，但是如果类的公共接口允许它，那么Equals应该能够处理它。

3. 使用difference < epsilon比较difference < epsilon test将解决比较两个实例的问题，但会产生更多问题：

   • 如何使平等传递？ 听起来不可能。

   • 如何为比较相等的所有值生成相同的哈希码？

     假设epsilon = 0.11 （随机例子）。 因此， GeoCoordinate { 1, 1 }需要与GeoCoordinate { 1.1, 1.1 } GeoCoordinate { 1, 1 }相同的哈希码。 但后者需要与GeoCoordinate { 1.2, 1.2 }相同的哈希码。 您可以看到它的发展方向： 所有实例都需要具有相同的哈希码 。

4. 所有这一切的解决方案是使GeoCoordinate成为一个不可变的类。 这也将解决GetHashCode问题：它基于纬度和经度（还有其他），如果这些是可变的，那么使用GeoCoordinate作为字典的关键是要求麻烦。 但是，使类不可变有其自身的缺点：

   • 你不能实例化和配置类的实例（WPF范例），这在某些情况下可能会很痛苦
   • 由于失去了无参数构造函数，序列化可能也会变得很痛苦（我不是.NET序列化专家，所以我在这里看到的细节很多）

你会建议采用哪种方法？ 很容易让这个类符合我现在的要求（只是让它变得不可变），但是有更好的方法吗？

编辑 ：我在上面的列表中添加了一个项目3，将前一个项目3移动到位置4。

解

我将允许更多的时间来反馈，但现在我采用不可变的方法。 可以在这里看到与相关成员的struct （因为它就是现在的结果）; 评论和建议超过欢迎。

Answer 1

对我来说经度/纬度的“位置”非常适合“不可变值”槽。 位置本身不会改变 – 如果您更改不同位置的纬度。 从那里，它可以是一个struct ; 对于float ， struct的大小与x64引用的大小相同，所以没有真正的缺点。

重新平等; 如果位置不完全相同，它不是“等于”，至少在“关键”视角，所以我对这里的==感到满意。 如果它有帮助，您可以添加“在（x）距离内”方法。 当然，大弧几何也不是完全自由的; p

但是思考：

• 它应该覆盖bool Equals(object)以及添加bool Equals(GeoCoordinate)
• 它应该重写GetHashCode()并实现IEquatable
• 静态运算符是一个很好的可选附加function

Answer 2

• Equals主要用于字典，因此您应该比较的指南仅与epsilon一起使用不适用于此处。 不要试图将epsilon逻辑置于Equals 。 根据需要，这是用户的工作。 certificate与epsilon一致的唯一哈希函数与常量哈希函数进行比较相对容易。

• 您的实现有一个问题：它不处理NaN 。 您需要在Equals方法的各个坐标上使用Equals而不是== 。

   public bool Equals(GeoCoordinate other) { if (other == null) { return false; } return this.latitude.Equals( other.latitude) && this.longitude.Equals(other.longitude); } 

• “不要比较使用==但使用epsilon”指南是针对消费代码而不是针对实现代码。 所以我实现了一个函数，它返回两个地理坐标之间的距离，并告诉用户将其用于他的epsilon比较。

• 我肯定会让它变成不可变的（不确定是否为结构或类）。 它具有值语义，因此应该是不可变的。
  我通常使用类似Linq-to-Xml / Linq-to-Json的序列化，因为这允许我在内存模型和磁盘模型之间转换表示。
  但你是对的，许多序列化程序不支持非默认构造函数。 我认为这是那些序列化程序中的一个大缺陷，而不是我模型中的一个缺陷。 一些序列化程序只是访问私有的setter /字段，但我个人认为这很糟糕。

Answer 3

我会在纬度和经度的基础模型中使用长整数而不是浮点数。 在任何情况下，毫秒的度数都小于2英寸，这应该足够详细：以毫秒为单位存储坐标，它更简单，更清晰，更防错。

Answer 4

根据你对lat / lon结构的使用，我会担心使用浮点数代替lat / lon的双精度数。 例如，如果您正在进行lat / lon的实时集成，那么您将需要双精度。 这是因为度数是1海里，并且取决于积分的时间步长，每次迭代只移动非常小的量。

为了进行相等测试，我将使用基于等距矩形近似的简单距离公式，并确定如果另一个点在我的确定公差范围内（一英寸或两英寸），则声明它们相等。 这里给出了我将使用的等距矩形近似。