比较 Java 中的浮点数和双精度数答案

【问题标题】：Comparing floats and doubles in Java比较 Java 中的浮点数和双精度数
【发布时间】：2013-12-19 13:33:36
【问题描述】：

以下代码分别使用float和double类型的值。

float a=99999.99F;
double b=a;

System.out.println("a : "+a);
System.out.println("b : "+b);
System.out.println("a==b : "+(a==b));

它显示以下输出：

a : 99999.99
b : 99999.9921875
a==b : true

执行后a和b的值分别是99999.99和99999.9921875虽然a==b返回true。

比较表达式a==b如何返回true？

【问题讨论】：

浮点数不安全，不能直接比较它们在任何语言中都必须与范围进行比较 > &
这个答案也值得一看：[link] (stackoverflow.com/a/3730249/248847)
@amar：这不是这里的问题，也不是普遍适用的建议。这是一个神话，源于对浮点运算的工作原理缺乏了解。
@PhilippSander：这个问题不是那个问题的重复，因为在这个问题中，被比较的数字完全相等，== 运算符返回正确的结果。
另见：stackoverflow.com/questions/259015/…

标签： java floating-point double

【解决方案1】：

在您比较a==b 的最后一行，a 的值在比较之前被隐式提升为加倍。因此，实际上，真正被评估的是(((double)a)==b)，当然，它的评估结果为真，因为b 是通过将a 初始转换为double 来初始化的。

换句话说，最后一个布尔表达式(a==b)问：

是（某些浮点值转换为双精度）==（相同的浮点值在其他地方转换为双精度）

答案是：是的。

更新：下面的评论者提出了一个很好的观点：当a 被提升为 double 时，存储的数值实际上并没有改变，即使它看起来是因为打印了不同的值。问题在于如何存储浮点数。如果不让这个答案太长并且超出我的深度，你需要知道的是，一些简单的十进制值不能完美地以二进制浮点形式表示，无论你有多少位数（就像你不能完美以 10 为底表示 1/3，没有无限数量的 3，如 0.333333...），因此当您使用 float（浮点数的 32 位表示）分配这些值之一时，然后将其转换为一个 double（64 位表示），然后使用 println 显示该数字的值，您可能会看到更多数字。

println 方法显示最短的十进制数字字符串，这些数字转换为计算机内部看到的相同 float（或双精度）值。尽管在您的示例中，在对 println 的前两次调用中将相同的数值作为参数传递，但 double 类型具有更高的精度，因此 println 需要打印更多数字以显示“最短的十进制数字字符串”转换为(double)99999.99F”。如果您的示例是 9999.50，则两个数字会打印相同的数字，因为二进制数字可以很好地表示 1/2。

注意：我什至不是浮点数专家；如果您想更深入地了解这里发生的事情，您应该查看 (http://docs.oracle.com/cd/E19957-01/806-3568/ncg_goldberg.html)。

【讨论】：

您的解释很好，但我希望您的回答说将float 值转换为double 不会改变值。每个float 值都可以表示为一个double，并且在转换时，选择的double 是代表相同值的double。令 OP 感到惊讶的行为是在 Java 的打印功能中（但不是在转换为 double 而不是在 == 中）。
@PascalCuoq 感谢您的评论 - 我更新了我的答案以解决这一点（希望充分）:^)
我已经稍微修改了你的解释，希望你不会介意。
我在我的深度之外的地方是Java。在问题中，“显示将转换为相同浮点数或双精度数的最短十进制数字字符串”的行为实际上是 + 应用于 string 和 float 时的行为（分别是 string 和 @ 987654349@)，不是吗？
@PascalCuoq 是 - 在 Java 中，当你有 a_string + 时，它会隐式地将表达式转换为 (a_string + String.valueOf(not_a_string)) -- 并且 String.valueOf() 也被重载以处理所有原始类型作为对象。因此，如果您将浮点数添加（连接）到字符串，它不会在打印之前将浮点数提升为双精度值。

【解决方案2】：

因为在

double b = a;

浮点值被转换（加宽）为双精度，但在

b == a

a 中的相同 float 值再次转换为 double 以与 b 进行比较。因此，2 次转换的结果是相同的。

【讨论】：

【解决方案3】：

打印a和b的原因：

System.out.println("a : "+a);
System.out.println("b : "+b);

显示不同的结果是因为 Java 的默认浮点打印仅显示足够的数字来区分其类型中的数字。在float a=99999.99F; 中，值99999.99 在float 中不能完全表示，因此将其转换为最接近的可表示值（99999.9921875），并将a 设置为该值。

当打印a 时，只需要“99999.99”即可显示该值。

然后double b=a; 将b 设置为完全相同的值。但是，由于b 是双精度值，double 中还有其他可表示的值更接近 99999.99。如果您使用了double b = 99999.99;，那么double 具有更高的精度意味着b 将被设置为更接近99999.99 的值（99999.990000000005238689482212066650390625）。但是，您的代码已将 b 设置为比 99999.99 更远的值。所以，当b被打印出来时，Java必须使用更多的数字来表明它的值不是最接近99999.99的double。

最后，当您比较 a 和 b 时，比较返回 true，因为 a 和 b 具有完全相同的值。

总而言之：a 和 b 完全相等，但 b 打印的位数更多，因为它在 double 中表示得更精细。

【讨论】：

【解决方案4】：

如果使用不同的值，可能会更容易看到发生了什么。例如，如果使用值 1234512.345f，该值将打印为 1234512.4，但如果转换为 double，它将打印为 1234512.375。最接近 1234512.345 的float 值恰好等于 1234512.375；两边的值为 1234512.25 和 1234512.5；由于值 1234512.4 比其中任何一个更接近 1234512.375，因此无需使用更多数字来更精确地表示某些东西。在 1234512.375 和 1234512.4 之间有数百万个 double 值；因此，较短的表示不足以将该数量显示为double。因此，Java 将使用尽可能多的数字来唯一地将值标识为double。

【讨论】：