从float到int的精确转换

Question

我想将浮点值转换为int值或抛出异常，如果这种转换是不准确的。

我找到了以下建议：使用Math.round来转换，然后使用==来检查这些值是否相等。如果它们相等，那么转换是精确的，否则就不是。

但是我发现了一个不起作用的例子。下面是演示这个例子的代码：

        String s = "2147483648";

        float f = Float.parseFloat(s);
        System.out.printf("f=%f\n", f);

        int i = Math.round(f);
        System.out.printf("i=%d\n", i);

        System.out.printf("(f == i)=%s\n", (f == i));

它输出：

f=2147483648.000000
i=2147483647
(f == i)=true

我知道2147483648不适合整数范围，但我很惊讶=为这些值返回true。有没有更好的方法来比较float和int？我想可以将这两个值都转换为字符串，但对于这样一个基本函数来说，这将非常缓慢。

Answer 1

浮动是相当不精确的概念。它们也基本上毫无意义，除非你现在运行的是相当旧的硬件，或者专门与浮点数工作的系统和/或协议进行交互，或者在它们的规范中有“使用浮点数”硬编码。这可能是真的，但如果不是，停止使用float，开始使用double——除非你有一个相当大的float[]内存和性能差为零，否则float就不那么准确了。

当使用intvsdouble时，您的算法不会失败-所有int都可以完美地表示为double。

这里潜在的错误是“无声铸造”的概念，以及java如何在那里采取了一些有意的自由。

在一般的计算机系统中，你只能比较同类。很容易用精确的位和机器码来表示，如果a和b是完全相同的类型，那么判断a==b是真是假意味着什么。当a和b是不同的东西时，这一点都不清楚。这一点几乎适用于任何运营商AB，如果两者都是int，则这是一种清晰易懂的操作。但是如果a是char，b是，比如说，adouble，那就完全不清楚了。

因此，在java中，所有涉及不同类型的二进制运算符都是非法的。例如，在BASIC中，没有字节码可以直接比较浮点和双精度，或者将字符串添加到int。

然而，还有语法糖：当你写a==b时，其中a和b是不同的类型，而java确定其中一种类型是另一种类型的“子集”，那么java只需默默地将“较小”类型转换为“较大”类型，这样操作就可以成功。例如：

int x = 5;
long y = 5;
System.out.println(x == y);

这是可行的——因为java意识到将int值转换为long值是不会失败的，所以明确指定您希望代码这样做并不麻烦。在JLS术语中，这被称为扩大转换。相比之下，任何将“较大”类型转换为“较小”类型的尝试都是不合法的，您必须显式强制转换：

long x = 5;
int y = x; // does not compile
int y = (int) x; // but this does.

要点很简单：当你写上述相反的代码（intx=5；long y=x；）时，代码是相同的，只是编译器在不会发生丢失的基础上，默默地为你注入了（long）。同样的事情也发生在这里：

int x = 5;
long y = 10;
long z = x + y;

之所以编译，是因为javac为您添加了一些语法糖，具体来说，编译时就像它说的那样：long z=（（long）x）y 。表达式xy的“类型”是long。

这里是关键技巧：Java考虑将int转换为float，以及将int或long转换为double-a。

与中一样，javac只会假设它可以安全地完成这项工作，而不会造成任何损失，因此不会强制程序员通过手动添加强制转换来明确确认。但是，int-

浮点数可以表示-2^23到2^23之间的每个整数值，双精度浮点数可以表示-2^52到2^52之间的每个整数值（源）。但是int可以表示-2^31到2^31-1，以及长-2^63到2^63-1之间的每个整数值。这意味着在边缘（非常大的负数/正数），存在整数，它们可以用整数表示，但不能用浮点数表示，或者用长整数表示，但不能用双精度表示（幸运的是，所有整数都可以用双精度表示；int-

这里就是这样：（f==i）被语法糖化为（f==（（float）i）），从int到float的转换引入了舍入。

大多数情况下，当你使用双精度和浮点数，却希望得到准确的数字时，你已经搞砸了。从根本上说，这些概念并不精确，这种精确性不能通过试图解释误差带而被附带进来，因为由于float和double的舍入行为而引入的误差无法被跟踪（无论如何都不容易）。因此，不应使用float/double。找到一个原子单位，用int/long表示，或者使用BigDecimal。（例如：编写记账软件时，不要将财务金额存储为双精度。请将其存储为长格式的“美分”（或satoshis、日元、便士或该货币中的任何原子单位），或者，如果您真的知道自己在做什么，请使用大十进制）。

如果你绝对肯定在这里使用float（甚至double）是可以接受的，并且你仍然想要精确性，我们有一些解决方案。

选项1是使用BigDecimal的幂：

new BigDecimal(someDouble).intValueExact()

这是可行的，是100%可靠的（除非浮点到双精度的转换可以以某种方式将非精确值转换为精确值，我认为这不可能发生），并且抛出。速度也很慢。

另一种方法是利用我们对IEEE浮点标准工作原理的了解。

一个真正简单的答案是在编写算法时运行它，但是要添加一个额外的检查：如果你的int得到的值低于-2^23或高于2^23，那么它可能是不正确的。然而，在-2^23和2^23下面仍然有一些数字，它们在浮点数和int中都可以完美地表示，只是，不再是那个时候的每一个数字。如果你想要一个算法也能接受这些精确的数字，那么事情就变得复杂多了。我的建议是不要深究这个污水池：如果你有一个过程，你最终得到了一个接近这种极端的浮点数，并且你想把它们变成int，但只有在没有损失，你已经到达了一个疯狂的问题，你需要重新连接你得到的部分！

如果您真的需要它，我建议您使用BigDecimal（），而不是尝试使用float。intValueExact（）如果你真的必须拥有这个技巧。