C# List与HashSet的Remove方法如何移除浮点数元素？

受机器精度限制，无法直接基于相等性做可靠的浮点数比较，C#中List、HashSet等集合类型的Remove方法运行逻辑可先通过基础实现规则推导：

• List<T>底层基于数组实现，会以O(n)复杂度遍历查找目标元素，匹配到对应元素即执行移除
• HashSet<T>采用典型O(1)复杂度的哈希匹配逻辑：先计算传入值的哈希码定位哈希桶，再判断桶内是否存在匹配元素，存在即移除

问题1：List遍历判断两个浮点数是否相等时，是否直接使用==运算符？ #

从实验结果来看，该判断逻辑成立。
第一次测试代码：

var floatList = new List<float>(){0.1001f, 0.2f, 0.3f, 0.4f};
floatList.ShowAll("Before");
floatList.Remove(0.1f);
floatList.ShowAll("After");

// 输出结果
//Before
//0.1001 0.2 0.3 0.4 
//After
//0.1001 0.2 0.3 0.4
//0.1001 未被移除

将第一个元素修改为0.1000000001f后，运行结果如下：

//Before
//0.1000000001 0.2 0.3 0.4 
//After
//0.2 0.3 0.4
//0.1000000001f 被移除

注：第二个测试中传入的0.1000000001f超出了float类型的精度表示范围，实际存储的二进制值和0.1f完全一致，因此会被判定为相等并移除，这和==运算符的判断表现完全吻合。

问题2：若Remove方法默认使用==比较浮点数，是否可以修改比较逻辑？ #

将集合替换为HashSet<float>做相同测试时，表现和List<float>完全一致，这符合.NET集合的设计规则：类型的GetHashCode()返回值必须和Equals()的判断结果逻辑自洽，因此哈希结构中浮点数的比较精度和==表现完全相同。
如果需要自定义比较逻辑（比如允许指定误差范围内的近似相等），不需要修改浮点数类型本身的相等判断，可以通过以下方式实现：

• 对List<T>：其Remove方法没有传入自定义比较器的重载，可以使用RemoveAll()方法传入自定义匹配谓词，按自定义精度规则匹配并移除元素
• 对HashSet<T>、Dictionary<TKey, TValue>这类哈希结构：直接在构造函数中传入自定义的IEqualityComparer<T>实现，后续的Add、Remove、Contains等所有操作都会按自定义的相等规则执行

问题3：C#中float类型的哈希值是如何计算的？ #

float（即System.Single）的GetHashCode()实现会直接返回浮点数二进制位表示对应的整型值，只有两个浮点数的二进制表示完全一致时，才会返回相同的哈希值，和==、Equals()的判断逻辑完全对齐。需要注意0.0f和-0.0f的二进制表示不同，返回的哈希值也不同；NaN的特殊二进制表示也会返回固定的对应哈希值。

本次测试使用的扩展方法代码 #

public static class IEnumerableExt
{
    public static void ShowAll<T>(this IEnumerable<T> iEnumerable, string title)
    {
        Console.WriteLine(title);
        foreach (var ele in iEnumerable)
        {
            Console.Write(ele + " ");
        }
        Console.WriteLine();
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Reimirno