java整型和浮点型_Java基本的程序结构设计 整形和浮点型
整形:
int 4字节
short 2字节
long 8字节
byte 1字节
int的大小差不多是20亿。
整形计算
如果两个int进行加减乘除数学运算的时候,最终的结果仍然是int,有可能出现了溢出,那么结果就不是我们想要的了。如下:
System.out.println("Integer.MAX_VALUE: " + Integer.MAX_VALUE);
//两个int相加 结果仍然是int 溢出
System.out.println("Integer.MAX_VALUE - Integer.MIN_VALUE: " + (Integer.MAX_VALUE - Integer.MIN_VALUE));
//两个int相加 结果仍然是int 溢出
System.out.println("Integer.MAX_VALUE + 1 : " + (Integer.MAX_VALUE + 1));
//int + long 结果是long 没有溢出
System.out.println("Integer.MAX_VALUE + 1L: " + (Integer.MAX_VALUE + 1L));
//int + long 结果是long 没有溢出
System.out.println("(long)Integer.MAX_VALUE + 1: " + ((long)Integer.MAX_VALUE + 1));
输出:
Integer.MAX_VALUE: 2147483647
Integer.MAX_VALUE - Integer.MIN_VALUE: -1
Integer.MAX_VALUE + 1 : -2147483648
Integer.MAX_VALUE + 1L: 2147483648
(long)Integer.MAX_VALUE + 1: 2147483648
当然,long相加也有这种情况。
两个int进行除法运算,得到的结果是int,不是四舍五入,而是直接截断。其他整形也是一样。
int除法,如果除数是0,那么将会报java.lang.ArithmeticException错误。其他整形也是一样。
long后缀L。
16进制:前缀0x
8进制:前缀0
尽量不要使用8进制。
java没有任何无符号类型。unsigned type。
浮点型:
float:4字节
double:8字节
关于浮点数:
浮点数是属于有理数中某特定子集的数的数字表示,在计算机中用以近似表示任意某个实数。具体的说,这个实数由一个整数或定点数(即尾数)乘以某个基数(计算机中通常是2)的整数次幂得到,这种表示方法类似于基数为10的科学计数法。
一个浮点数a由两个数m和e来表示:a = m × b^e。在任意一个这样的系统中,我们选择一个基数b(记数系统的基)和精度p(即使用多少位来存储)。m(即尾数)是形如±d.ddd...ddd的p位数(每一位是一个介于0到b-1之间的整数,包括0和b-1)。如果m的第一位是非0整数,m称作规格化的。有一些描述使用一个单独的符号位(s 代表+或者-)来表示正负,这样m必须是正的。e是指数。
结构
由此可以看出,在计算机中表示一个浮点数,其结构如下:
阶码部分(定点整数)
int是精确的,一个n位的精确存储只能存储2的n次方,因为有正负和0,所以int的取值范围是负2的n次方到2的n次方-1。
float的取值范围是3.4028235E38,有效数字6-7位,以F结尾,double的取值范围是1.7976931348623157E308,有效数字15位,以D结尾。
float是不精确的,所以有有效数字的概念,如float有32位,其实是和int是一样的。int的最大值是2147483647,从十进制来讲,只有10位,float的位数中,一部分要用来定义阶码部分,留给表示位数部分的位数就减少了,划算成10进制,那么能存储的有效数字也就6-7位。如果超过有效位数,那么就不精确了。如123456789123456789和123456789120000000用float来存储,在其实都是123456789120000000f,也就是说超过6-7位精度的部分丢失了。如下:
System.out.println(123456789123456789f);
System.out.println(123456789120000000f);
结果:
1.23456791E17
1.23456791E17
具体分析,来自网上:
一个float4字节32位,分为三部分:符号位,指数位,尾数位。
(1).符号位(S):最高位(31位)为符号位,表示整个浮点数的正负,0为正,1为负;
(2).指数位(E):23-30位共8位为指数位,这里指数的底数规定为2(取值范围:0~255)。这一部分的最终结果格式为:2E−127,即范围-127~128。另外,标准中,还规定了,当指数位8位全0或全1的时候,浮点数为非正规形式(这个时候尾数不一样了),所以指数位真正范围为:-126~127。
(3).尾数位(M):0-22位共23位为尾数位,表示小数部分的尾数,即形式为1.M或0.M,至于什么时候是1,什么时候是0,则由指数和尾数共同决定。 小数部分最高有效位是1的数被称为正规(规格化)形式。小数部分最高有效位是0的数被称为非正规(非规格化)形式,其他情况是特殊值。 最终float的值 = (−1)S∗(2E−127)∗(1.M)。
float的尾数:23位,其范围为:0~223,而223=8388608=106.92,所以float的精度为6~7位,能保证6位为绝对精确,7位一般也是正确的,8位就不一定了(但不是说8位就绝对不对了),注意这里的6~7位是有效小数位(大的数你先需要转换成小数的指数形式,例如:8317637.5,其有效小数位:8.3176375E6,七位),而有效位(从第一个不为0的开始数)是7~8位,是包括整数位的,像8317637.5,你不转换,则要从有效位的角度来看,有8位有效位。
因为float只有6-7位有效数字,假如说咱们考虑为7位,所以平时使用的时候,应该是9999999这个大小内是有效的,大约999万,如果要有两位小数的话,那么就是99999.99,就只有10万了。
一旦超过了这个范围,就要开始损失了,损失从右侧开始的,右侧的数字慢慢变成了0.如12345678.92就变成了12345679.00。
double的精度是15位,对应所有的非精确运算一般都够了。
浮点型计算
浮点数的运算和整形差别很大,有一些特殊的逻辑。
浮点数有三种特殊的值,对于float来说有:
Float.POSITIVE_INFINITY:正无穷大
Float.NEGATIVE_INFINITY:负无穷大
Float.NaN:非数字
除数为0,结果为无穷大。
0f/0f,或者负数的平方根结果为NaN。
溢出:超过Float.MAX_VALUE太多,就变成了Float.POSITIVE_INFINITY,小于Float.MIN_VALUE太多,就变成了Float.NEGATIVE_INFINITY。这里说太多,是因为溢出不太多的话,float是识别不到的,得到的结果还是Float.MAX_VALUE。如下:
package com.zjf;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Float.MAX_VALUE);
System.out.println(Float.MAX_VALUE + 10000);
System.out.println(Float.MAX_VALUE * 2);
System.out.println((double)Float.MAX_VALUE * 2);
System.out.println(Float.MAX_VALUE * 2D);
System.out.println(Float.POSITIVE_INFINITY);
System.out.println(Float.NEGATIVE_INFINITY);
System.out.println(0f/0f);
System.out.println(10f/0f);
}
}
结果如下:
3.4028235E38
3.4028235E38
Infinity
6.805646932770577E38
6.805646932770577E38
Infinity
-Infinity
NaN
Infinity
boolean类型
java的布尔值和整型值之间不能做转换。也就是说0不代表false。这点和c++不一样,和JavaScript也不一样。
运算符
+ - * / %(求余)
在进行这些操作的时候,两个都是整形的话代表整数操作,结果也是整数,否是是浮点数。
ps:可移植性是java语言的设计目标之一。但是java的浮点运算在不同的处理器上的的结算结果是有差别的(特别是intel和非intel处理器之间的差别)。
java的逻辑运算符&&和||是按照"短路"方式求值的。
强制转换
整数可以强制装换为浮点数,但是可能会损失精度,但是在有效数字范围内的部分还是准确的。
浮点数可以强制装换为整数,是采用的直接截断的方式。不是四舍五入。
浮点数可以强制装换为整数,如果超过了整数的取值范围,那么结果是不可预知的。
package com.zjf;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
float f = 1234567891234.23F;
int i = (int)f;
long l = (long)f;
System.out.println(i);
System.out.println(l);
}
}
结果:
2147483647
1234567954432
事实上,不只是浮点型和整形的转换,java中数值的转换,如果转换的结果超过了接收方的取值范围,就可能得到一个完全不同的值。
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