Java除法运算的陷阱

Posted 2020-11-16

除法运算谁不会啊，很多人不屑一顾，真是无知者无畏！
其实除法、求余运算有一些陷阱。一旦计算发生了问题，还很不好找。不好找的原因主要是问题的偶然性太强，如果你知道可能发生什么问题，你的代码就可以写得更安全。

数学除法规定，0不能做除数，因为会得到一个无穷大数据。

西面看看Java中如何处理这些特殊情况：

1、整数的除法：

0做除数抛运行时异常；两整数商会做取整运算，Float或Double与一个整数做除法运算，则商位Float或者Double类型，例如：

            System.out.println("------------Int相关除法----------"); 
            System.out.println("12/10="+12/10); 
            System.out.println("12f/10="+12f/10); 
            System.out.println("12d/10="+12d/10); 
            System.out.println("12/10f="+12/10d); 
            System.out.println("12/10d="+12/10f);

------------Int相关除法----------
12/10=1
12f/10=1.2
12d/10=1.2
12/10f=1.2
12/10d=1.2

2、Double（或Float）除法运算：

0可以做除数，得到的是一个分正负的无穷大；当两个数的绝对值均为0.0时候，商等于NaN。当0.0/x，x不等0.0时候，得到的一个带符号位0.0：

package lavasoft.zerotest;

/**

• 浮点型数据的除法运算测试

• @author leizhimin 2009-12-21 9:00:37
  */
  public class TestZero {

  public static void main(String[] args) { 
          System.out.println("------------Double型----------"); 
          Double x1 = div(2.3, 0.0); 
          Double x2 = div(2.3, -0.0); 
          Double x3 = div(0.0, 0.0); 
          Double x4 = div(0.0, -0.0); 
          Double x5 = div(0.0, 0.1); 
          Double x6 = div(0.0, -0.1); 
          if (x1.isInfinite()) System.out.println("x1无穷大！"); 
          if (x2.isInfinite()) System.out.println("x2无穷大！"); 
          if (x3.isNaN()) System.out.println("x3非数字！"); 
          if (x4.isNaN()) System.out.println("x4非数字！"); 
          if (x1 == Double.POSITIVE_INFINITY) System.out.println("x1 = Double.POSITIVE_INFINITY"); 
          if (x2 == Double.NEGATIVE_INFINITY) System.out.println("x1 = Double.NEGATIVE_INFINITY"); 
          if (x3 == Double.NaN) System.out.println("x3 = Double.NaN"); 
          if (x4 == Double.NaN) System.out.println("x4 = -Double.NaN"); 
  
          System.out.println("------------Float型----------"); 
          Float y1 = div(2.3f, 0.0f); 
          Float y2 = div(2.3f, -0.0f); 
          Float y3 = div(0.0f, 0.0f); 
          Float y4 = div(0.0f, -0.0f); 
          Float y5 = div(0.0f, -0.1f); 
  
          System.out.println("------------比较测试----------"); 
          Float a = 99999999999999999999999999999999999999f; 
          Float b = 0.000000000000000000000000000000000000000000001f; 
          Float t = a / b; 
          System.out.println(t); 
          System.out.println(Float.MAX_VALUE); 
  
          if (t >= Float.MAX_VALUE) { 
                  System.out.println("a/b的商已经超过了Float的最大值了！"); 
          } 
  
  } 
  
  public static Double div(double a, double b) { 
          double x = a / b; 
          System.out.println(a + "/" + b + " = " + x); 
          return x; 
  } 
  
  public static Float div(float a, float b) { 
          float x = a / b; 
          System.out.println(a + "/" + b + " = " + x); 
          return x; 
  } 

}

运算输出：
------------Double型----------
2.3/0.0 = Infinity
2.3/-0.0 = -Infinity
0.0/0.0 = NaN
0.0/-0.0 = NaN
0.0/0.1 = 0.0
0.0/-0.1 = -0.0
x1无穷大！
x2无穷大！
x3非数字！
x4非数字！
x1 = Double.POSITIVE_INFINITY
x1 = Double.NEGATIVE_INFINITY
------------Float型----------
2.3/0.0 = Infinity
2.3/-0.0 = -Infinity
0.0/0.0 = NaN
0.0/-0.0 = NaN
0.0/-0.1 = -0.0
------------比较测试----------
Infinity
3.4028235E38
a/b的商已经超过了Float的最大值了！

Process finished with exit code 0

陷阱：
零在整数预算中不可以做除数，否则抛运行时异常。
零在浮点运算中可以做除数，返回值为无穷大。
NaN各不相同，可看做是Java设计上的一个缺陷。
浮点型（Float或Double）的除法运算可以接受任何数值，并且结果总是返回一个浮点型的数值。这个数值可能是不合法的，需要进行判断和验证。

3、求余：和除法差不多。

            System.out.println(23%4); 
            System.out.println(23%-4); 
            System.out.println(-23%4); 
            System.out.println(23f%4); 
            System.out.println(23d%4); 
            System.out.println(23%4f); 
            System.out.println(23%4d); 
            System.out.println(23f%0); 
            System.out.println(23%0.0); 
            System.out.println(0.0%0.0);

运行结果：
3
3
-3
3.0
3.0
3.0
3.0
NaN
NaN
NaN

陷阱：
符号位由被除数决定。

对于Double、Float，API都提供了几个有用的判断方法，要注意运用其写出安全的代码：
boolean isInfinite()
如果该 Double 值的大小是无穷大，则返回 true；否则返回 false。
static boolean isInfinite(double v)
如果指定数字的大小是无穷大，则返回 true；否则，返回 false。
boolean isNaN()
如果此 Double 值是非数字（NaN）值，则返回 true；否则，返回 false。
static boolean isNaN(double v)
如果指定的数字是一个非数字 (NaN) 值，则返回 true；否则，返回 false。

Double、Float类中都提供了一些常量，也可用于判断，当然这些常量也很有意思，看看源码就知道了。
public static final double POSITIVE_INFINITY = 1.0 / 0.0;
public static final double NEGATIVE_INFINITY = -1.0 / 0.0;
public static final double NaN = 0.0d / 0.0;