在java中将double分成两部分“整数和分数”的最佳方法是什么

Question

我曾尝试通过以下方法分离5.6（例如）：

private static double[] method(double d)
{
    int integerPart = 0;
    double fractionPart = 0.0;
    integerPart = (int) d;
    fractionPart = d - integerPart;
    return new double[]{integerPart, fractionPart};
}

但我得到的是：

[0] = 5.0
[1] = 0.5999999999999996

你有什么建议不要把数字转换成字符串吗？

Answer 1

String doubleAsString = Double.toString(123.456);

String beforeDecimal=doubleAsString.substring(0,doubleAsString.indexOf(".")); //123

String afterDecimal=doubleAsString.substring(doubleAsString.indexOf(".")+1); //456

Answer 2

这是基于BigDecimal 的另一种解决方案（不通过String）。

private static double[] method(double d) {
    BigDecimal bd = new BigDecimal(d);
    return new double[] { bd.intValue(),
                          bd.remainder(BigDecimal.ONE).doubleValue() };
}

您会注意到，您仍然不会只得到0.6 作为小数部分的输出。 （你甚至不能将 0.6 存储在 double 中！）这是因为数学实数 5.6 实际上并没有用 5.6 的双精度表示，而是 5.599999...

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你也可以

private static double[] method(double d) {
    BigDecimal bd = BigDecimal.valueOf(d);
    return new double[] { bd.intValue(),
                          bd.remainder(BigDecimal.ONE).doubleValue() };
}

实际上确实产生了[5.0, 0.6]。

BigDecimal.valueOf 在大多数 JDK（内部）中通过调用 Double.toString 来实现。但至少与字符串相关的东西不会弄乱你的代码:-)

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评论中有很好的后续问题：

如果表示为 5.599999999...，那为什么Double.toString(5.6) 正好给出"5.6"

Double.toString 方法实际上非常复杂。来自documentation of Double.toString：

[...]

m或a的小数部分必须打印多少位？必须至少有一个数字来表示小数部分，除此之外，必须有尽可能多的数字，但仅能将参数值与相邻的 double 类型值区分开来。也就是说，假设x 是由该方法为有限非零参数 d 生成的十进制表示所表示的精确数学值。那么 d 必须是最接近 x 的 double 值；或者如果两个 double 值同样接近 x，则 d 必须是其中之一，并且 d 的有效位的最低有效位必须为 0。

[...]

获取字符"5.6"的代码归结为FloatingDecimal.getChars：

private int getChars(char[] result) {
    assert nDigits <= 19 : nDigits; // generous bound on size of nDigits
    int i = 0;
    if (isNegative) { result[0] = '-'; i = 1; }
    if (isExceptional) {
        System.arraycopy(digits, 0, result, i, nDigits);
        i += nDigits;
    } else {
        if (decExponent > 0 && decExponent < 8) {
            // print digits.digits.
            int charLength = Math.min(nDigits, decExponent);
            System.arraycopy(digits, 0, result, i, charLength);
            i += charLength;
            if (charLength < decExponent) {
                charLength = decExponent-charLength;
                System.arraycopy(zero, 0, result, i, charLength);
                i += charLength;
                result[i++] = '.';
                result[i++] = '0';
            } else {
                result[i++] = '.';
                if (charLength < nDigits) {
                    int t = nDigits - charLength;
                    System.arraycopy(digits, charLength, result, i, t);
                    i += t;
                } else {
                    result[i++] = '0';
                }
            }
        } else if (decExponent <=0 && decExponent > -3) {
            result[i++] = '0';
            result[i++] = '.';
            if (decExponent != 0) {
                System.arraycopy(zero, 0, result, i, -decExponent);
                i -= decExponent;
            }
            System.arraycopy(digits, 0, result, i, nDigits);
            i += nDigits;
        } else {
            result[i++] = digits[0];
            result[i++] = '.';
            if (nDigits > 1) {
                System.arraycopy(digits, 1, result, i, nDigits-1);
                i += nDigits-1;
            } else {
                result[i++] = '0';
            }
            result[i++] = 'E';
            int e;
            if (decExponent <= 0) {
                result[i++] = '-';
                e = -decExponent+1;
            } else {
                e = decExponent-1;
            }
            // decExponent has 1, 2, or 3, digits
            if (e <= 9) {
                result[i++] = (char)(e+'0');
            } else if (e <= 99) {
                result[i++] = (char)(e/10 +'0');
                result[i++] = (char)(e%10 + '0');
            } else {
                result[i++] = (char)(e/100+'0');
                e %= 100;
                result[i++] = (char)(e/10+'0');
                result[i++] = (char)(e%10 + '0');
            }
        }
    }
    return i;
}

Answer 3

穷人解决方案（使用字符串）

    static double[] sp(double d) {
        String str = String.format(Locale.US, "%f", d);
        int i = str.indexOf('.');
        return new double[] {
            Double.parseDouble(str.substring(0, i)),
            Double.parseDouble(str.substring(i))
        };
    }

（语言环境，所以我们真的得到一个小数点）

Answer 4

要了解发生了什么，请查看数字的二进制表示：

double d = 5.6;
System.err.printf("%016x%n", Double.doubleToLongBits(d));
double[] parts = method(d);
System.err.printf("%016x %016x%n",
                  Double.doubleToLongBits(parts[0]),
                  Double.doubleToLongBits(parts[1]));

输出：

4016666666666666
4014000000000000 3fe3333333333330

5.6 是 1.4 * 2²，但 0.6 是 1.2 * 2^-1。因为它具有较低的指数，归一化导致尾数向左移动三位。重复项 (..66666..) 最初是分数 7/5 的近似值这一事实已被遗忘，缺失的位被零替换。

鉴于原始 double 值作为您方法的输入，因此无法避免这种情况。要保留确切的值，您需要使用准确表示所需值的格式，例如Fraction 来自 Apache commons-math。 （对于这个带有d=5.6 的具体示例，BigDecimal 也可以准确表示它，但还有其他数字不能准确表示，例如 4/3）

Answer 5

使用BigDecimal 进行同样的计算。 （由于它的表示，使用双精度有精度问题）。

• 使用new BigDecimal(String.valueOf(yourDouble)) 构造它（这仍在通过字符串，但部分未通过字符串操作分隔）
• 使用bd.subtract(new BigDecimal(bd.intValue()) 确定分数