搜索
写经验 领红包

double用%什么(用double定义输入用什么格式)

导语:老大说:谁要再用double定义商品金额,就自己收拾东西走

先看现象

涉及诸如float或者double这两种浮点型数据的处理时,偶尔总会有一些怪怪的现象,不知道大家注意过没,举几个常见的栗子:

典型现象(一):条件判断超预期

System.out.println(1f==0.9999999f);//打印:falseSystem.out.println(1f==0.99999999f);//打印:true纳尼?

典型现象(二):数据转换超预期

floatf=1.1f;doubled=(double)f;System.out.println(f);//打印:1.1System.out.println(d);//打印:1.100000023841858纳尼?

典型现象(三):基本运算超预期

System.out.println(0.2+0.7);//打印:0.8999999999999999纳尼?

典型现象(四):数据自增超预期

floatf1=8455263f;for(inti=0;i<10;i++){System.out.println(f1);f1++;}//打印:8455263.0//打印:8455264.0//打印:8455265.0//打印:8455266.0//打印:8455267.0//打印:8455268.0//打印:8455269.0//打印:8455270.0//打印:8455271.0//打印:8455272.0floatf2=84552631f;for(inti=0;i<10;i++){System.out.println(f2);f2++;}//打印:8.4552632E7纳尼?不是+1了吗?//打印:8.4552632E7纳尼?不是+1了吗?//打印:8.4552632E7纳尼?不是+1了吗?//打印:8.4552632E7纳尼?不是+1了吗?//打印:8.4552632E7纳尼?不是+1了吗?//打印:8.4552632E7纳尼?不是+1了吗?//打印:8.4552632E7纳尼?不是+1了吗?//打印:8.4552632E7纳尼?不是+1了吗?//打印:8.4552632E7纳尼?不是+1了吗?//打印:8.4552632E7纳尼?不是+1了吗?

看到没,这些简单场景下的使用情况都很难满足我们的需求,所以说用浮点数(包括double和float)处理问题有非常多隐晦的坑在等着咱们!

怪不得技术总监发狠话:谁要是敢在处理诸如 商品金额、订单交易、以及货币计算时用浮点型数据(double/float),直接让我们走人!

原因出在哪里?

我们就以第一个典型现象为例来分析一下:

System.out.println(1f==0.99999999f);

直接用代码去比较1和0.99999999,居然打印出true!

这说明了什么?这说明了计算机压根区分不出来这两个数。这是为什么呢?

我们不妨来简单思考一下:

我们知道输入的这两个浮点数只是我们人类肉眼所看到的具体数值,是我们通常所理解的十进制数,但是计算机底层在计算时可不是按照十进制来计算的,学过基本计组原理的都知道,计算机底层最终都是基于像010100100100110011011这种0、1二进制来完成的。

所以为了搞懂实际情况,我们应该将这两个十进制浮点数转化到二进制空间来看一看。

十进制浮点数转二进制 怎么转、怎么计算,我想这应该属于基础计算机进制转换常识,在 《计算机组成原理》 类似的课上肯定学过了,咱就不在此赘述了,直接给出结果(把它转换到IEEE 754 Single precision 32-bit,也就float类型对应的精度)

1.0(十进制)     ↓00111111 10000000 00000000 00000000(二进制)     ↓0x3F800000(十六进制)
0.99999999(十进制)     ↓00111111 10000000 00000000 00000000(二进制)     ↓0x3F800000(十六进制)

果不其然,这两个十进制浮点数的底层二进制表示是一毛一样的,怪不得==的判断结果返回true!

但是1f == 0.9999999f返回的结果是符合预期的,打印false,我们也把它们转换到二进制模式下看看情况:

1.0(十进制)     ↓00111111 10000000 00000000 00000000(二进制)     ↓0x3F800000(十六进制)
0.9999999(十进制)     ↓00111111 01111111 11111111 11111110(二进制)     ↓0x3F7FFFFE(十六进制)

哦,很明显,它俩的二进制数字表示确实不一样,这是理所应当的结果。

那么为什么0.99999999的底层二进制表示竟然是:00111111 10000000 00000000 00000000呢?

这不明明是浮点数1.0的二进制表示吗?

这就要谈一下浮点数的精度问题了。

浮点数的精度问题!

学过 《计算机组成原理》 这门课的小伙伴应该都知道,浮点数在计算机中的存储方式遵循IEEE 754 浮点数计数标准,可以用科学计数法表示为:

只要给出:符号(S)、阶码部分(E)、尾数部分(M) 这三个维度的信息,一个浮点数的表示就完全确定下来了,所以float和double这两种浮点数在内存中的存储结构如下所示:

1、符号部分(S)

0-正 1-负

2、阶码部分(E)(指数部分):

对于float型浮点数,指数部分8位,考虑可正可负,因此可以表示的指数范围为-127 ~ 128对于double型浮点数,指数部分11位,考虑可正可负,因此可以表示的指数范围为-1023 ~ 1024

3、尾数部分(M):

浮点数的精度是由尾数的位数来决定的:

对于float型浮点数,尾数部分23位,换算成十进制就是 2^23=8388608,所以十进制精度只有6 ~ 7位;对于double型浮点数,尾数部分52位,换算成十进制就是 2^52 = 4503599627370496,所以十进制精度只有15 ~ 16位

所以对于上面的数值0.99999999f,很明显已经超过了float型浮点数据的精度范围,出问题也是在所难免的。

精度问题如何解决

所以如果涉及商品金额、交易值、货币计算等这种对精度要求很高的场景该怎么办呢?

方法一:用字符串或者数组解决多位数问题

校招刷过算法题的小伙伴们应该都知道,用字符串或者数组表示大数是一个典型的解题思路。

比如经典面试题:编写两个任意位数大数的加法、减法、乘法等运算。

这时候我们我们可以用字符串或者数组来表示这种大数,然后按照四则运算的规则来手动模拟出具体计算过程,中间还需要考虑各种诸如:进位、借位、符号等等问题的处理,确实十分复杂,本文不做赘述。

方法二:Java的大数类是个好东西

JDK早已为我们考虑到了浮点数的计算精度问题,因此提供了专用于高精度数值计算的大数类来方便我们使用。

在前文《不瞒你说,我最近跟Java源码杠上了》中说过,Java的大数类位于java.math包下:

可以看到,常用的BigInteger 和 BigDecimal就是处理高精度数值计算的利器。

BigDecimalnum3=newBigDecimal(Double.toString(0.1f));BigDecimalnum4=newBigDecimal(Double.toString(0.99999999f));System.out.println(num3==num4);//打印falseBigDecimalnum1=newBigDecimal(Double.toString(0.2));BigDecimalnum2=newBigDecimal(Double.toString(0.7));//加System.out.println(num1.add(num2));//打印:0.9//减System.out.println(num2.subtract(num1));//打印:0.5//乘System.out.println(num1.multiply(num2));//打印:0.14//除System.out.println(num2.divide(num1));//打印:3.5

当然了,像BigInteger 和 BigDecimal这种大数类的运算效率肯定是不如原生类型效率高,代价还是比较昂贵的,是否选用需要根据实际场景来评估。

本文内容由小樊整理编辑!