【Java】Java中两个float计算得出错误结果

待我称王封你为后i 2022-06-17 12:18 137阅读 0赞

# Java中两个float计算 #

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*  Java中两个float计算
    
     *  问题的产生
     *  原因
     *  如何解决
     *  使用Java的到浮点数的二进制

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## 问题的产生 ##

今天同学问了我一个问题，给了一段代码，问运行结果：  
![这里写图片描述][SouthEast]  
第一眼看上去感觉就是0.8啊，没毛病，可是要是这么简单的题怎么会问我呢，感觉是个陷阱啊，这时候想起来，浮点数的存储不是精确的，但是依然得不出答案，于是上IDE编译运行了一遍。  
![这里写图片描述][SouthEast 1]  
结果：0.79999995  
其实不只是减法，加法也可能发生这种情况，可以参考 [这里][Link 1]。是不是很奇怪呢，让我们一起去探索究竟。

## 原因 ##

浮点数在内存中是按照IEEE754标准进行存储的，详细的介绍请Google或者百度，或者参考这篇文章 [得到浮点数的二进制][Link 2]。  
原因就是计算机内部是通过二进制也就是0和1来存储数据的，浮点数也不例外，但是有些浮点数是无法精确存储的，看了上面那篇文章应该可以理解，只有由2的幂组成的数才可以精确存储。

2.0f在内存中可以准确的存储，这是2.0f的二进制存储图：  
![这里写图片描述][SouthEast 2]

1.2f就无法精确的存储：  
![这里写图片描述][SouthEast 3]

经过换算可以得到1.2f在内存中存储的其实是 `1.2000000476837158203125E0`  
这里就可以体现出浮点数是在一定精度内还是准确的。

因为1.2f后面还有很多多余的数字，进行减法就相当于计算：  
`2.0 - 1.2000000476837158203125E0`  
它的结果就是`0.7999999523162842`  
进行保留后就得到了我们输出的结果0.79999995

## 如何解决 ##

通过java.math包中提供的BigDecimal类可以解决此类问题。  
![这里写图片描述][SouthEast 4]

也一定要使用BigDecimal类中参数类型为String的构造函数  
![这里写图片描述][SouthEast 5]

不然还是的不到正确的结果：  
![这里写图片描述][SouthEast 6]

这是因为以String为参数的构造函数内部是采用字符串处理的，而以浮点数为参数，内部还是通过double类型实现，所以还是会出现精度损失的问题。

## 使用Java的到浮点数的二进制 ##

[得到浮点数的二进制][Link 2]这篇文章是使用C语言得到浮点数的二进制，使用java比C语言要简单，因为有方法可以调用。

可以使用Float类的静态方法floatToIntBits()或者floatToRawIntBits()：  
![这里写图片描述][SouthEast 7]

floatToIntBits()和floatToRawIntBits()的区别就在于当参数是NaN，floatToRawIntBits 不压缩所有将 NaN 编码为一个“规范”NaN 值的位模式。  
![这里写图片描述][SouthEast 8]

> If the argument is NaN, the result is the integer representing the actual NaN value. Unlike the floatToIntBits method, floatToRawIntBits does not collapse all the bit patterns encoding a NaN to a single “canonical” NaN value.

[SouthEast]: /images/20220617/40b960c244ec4e6a8c399ca0d5cbfc39.png
[SouthEast 1]: /images/20220617/984168efd1e74619a8fa466854743484.png
[Link 1]: http://stackoverflow.com/questions/15625556/java-adding-and-subtracting-doubles-are-giving-strange-results
[Link 2]: http://blog.csdn.net/cflys/article/details/52964284
[SouthEast 2]: /images/20220617/58e44b1cec4e4dafb2ae62b4ffbd61b8.png
[SouthEast 3]: /images/20220617/191163d97ca341e095f8dbeb4dc1b977.png
[SouthEast 4]: /images/20220617/f25b4224d12c4e8e84cbf1fd065019bd.png
[SouthEast 5]: /images/20220617/88f597d9048a42a1bac6c4464735b266.png
[SouthEast 6]: /images/20220617/b556d7f743004ce9b6a1e81b455da985.png
[SouthEast 7]: /images/20220617/7fc74e89bde040d2a444a10d8b341cdc.png
[SouthEast 8]: /images/20220617/c8be2d5553974ce49bd34713a39c28f3.png