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通用编程和Java中的双重精度

拓拔野
2023-03-14

我知道,由于浮点数/双浮点数的性质,不应该将它们用于精确的重要计算。然而,由于对类似问题的混合答案,我对它们的局限性有点困惑,无论浮点数和双倍数是否总是不准确,而不管有效数字是多少,或者只不准确到第16位。

我用Java运行了几个示例

System.out.println(Double.parseDouble("999999.9999999999"); 
// this outputs correctly w/ 16 digits
System.out.println(Double.parseDouble("9.99999999999999");
// This also outputs correctly w/ 15 digits
System.out.println(Double.parseDouble("9.999999999999999");
// But this doesn't output correctly w/ 16 digits. Outputs 9.999999999999998

我找不到另一个答案的链接,该答案指出,1.98和2.02等值将四舍五入为2.0,因此会产生误差,但测试表明,这些值打印正确。因此,我的第一个问题是,浮点/双精度值是否总是不准确,或者是否有一个可以确保精度的下限。

我的第二个问题是关于使用BigDecimal。我知道我应该使用BigDecimal进行精度重要的计算。因此,我应该使用BigDecimal的方法进行算术和比较。但是,BigDecimal还包括将BigDecimal转换为double的doubleValue()方法。对我来说,比较两个肯定少于16位的值安全吗?根本不会对它们进行运算,因此固有值不应该发生变化。

例如,我这样做安全吗?

BigDecimal myDecimal = new BigDecimal("123.456");
BigDecimal myDecimal2 = new BigDecimal("234.567");
if (myDecimal.doubleValue() < myDecimal2.doubleValue()) System.out.println("myDecimal is smaller than myDecimal2");

编辑:在阅读了一些对我自己答案的回复后,我意识到我的理解是错误的,并将其删除。下面是其中的一些片段,将来可能会有所帮助。

“一个双倍不能精确地保持0.1。最接近0.1的可表示值是0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625。JavaDouble.toString只打印足够的数字来唯一识别双精度,而不是确切的值。"-Patricia Sharahan

资料来源:
https://stackoverflow.com/a/5749978-表示双精度计数器最多可容纳15位数字

共有2个答案

贺浩壤
2023-03-14

顺便说一句,(也许微不足道)存储已知精度值的一个好而可靠的方法是简单地将其乘以相关因子,并存储为完全精确的整型。

例如:

double costInPounds = <something>; //e.g. 3.587
int costInPence = (int)(costInPounds * 100 + 0.5); //359

很明显,一些精度可能会丢失,但是如果已知所需/期望的精度,这可以省去浮点值的很多麻烦,一旦这样做了,进一步的操作就不会丢失精度。

0.5用于确保四舍五入按预期工作(int)取所提供的双精度值的“下限”,因此添加0.5使其按预期向上和向下取整。

钱旻
2023-03-14

我建议你阅读这一页:
https://en.wikipedia.org/wiki/Double-precision_floating-point_format

一旦您阅读并理解了它,并且可能将几个示例转换为64位浮点格式的二进制表示形式,那么您就可以更好地了解双精度浮点可以包含哪些有效数字。

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