为啥 Math.floor 返回一个双精度值？

Posted 2023-03-11

【中文标题】为啥 Math.floor 返回一个双精度值？

【英文标题】：Why does Math.floor return a double?为什么 Math.floor 返回一个双精度值？

【发布时间】：2010-10-05 10:40:05

【问题描述】：

官方 Javadoc says Math.floor() 返回一个“等于数学整数”的 double，但是为什么不应该返回一个 int？

【参考方案1】：

根据同一个Javadoc：

如果参数是NaN 或无穷大或正零或负零，则结果与参数相同。不能用int 做到这一点。

最大的double 值也大于最大的int，所以它必须是long。

【讨论】：

似乎与 Math.Round 函数不一致，后者返回 int/long 并以不同的方式处理特殊情况。

注意 Javadoc 说它返回 " 最大（最接近正无穷大）*浮点值* 小于或等于参数并且等于到一个数学整数”。给定一个值 x > 2^53，它与截断小数部分的值不同。它可能比那个小很多。

@zod 也许他们认为人们只要愿意就可以做到(int) myFloatVar。

【参考方案2】：

这是为了精确。双精度数据类型有一个 53 位尾数。除其他外，这意味着双精度可以表示高达 2^53 的所有整数而不会丢失精度。

如果您将如此大的数字存储在一个整数中，您将得到溢出。整数只有 32 位。

将整数作为双精度返回是正确的做法，因为它提供了比整数更广泛的有用数字范围。

【讨论】：

当然，它可以返回一个 long 来处理这样的值。不过，您仍然需要弄清楚如何处理大于 2^63 的双打。

@Jon，是的，但这会导致性能影响（我知道的任何指令集中都没有从 long 到 double 的转换指令）。我想知道 Math.floor 首先对双打 > 2^53 做了什么。有些结果无法表示。

但是，也出现在官方 javadoc 中的伪惯用形式 (int)Math.floor(foo) 是不安全的，因为结果可能不适合 int，对吗？再说一次，这是一种使用 Math.floor 的安全形式，因为结果可能不适合 long？

【参考方案3】：

其他人已经告诉你原因，我将告诉你如何正确舍入，因为你想这样做。如果您只打算使用正数，那么您可以使用以下语句：

int a=(int) 1.5;

但是，(int) 总是向 0 舍入。因此，如果你想做一个负数：

int a=(int) -1.5; //Equal to -1

就我而言，我不想这样做。我使用以下代码进行舍入，它似乎很好地处理了所有边缘情况：

private static long floor(double a)

    return (int) Math.floor(a);

【讨论】：

为什么不使用(int) Math.floor(a)？它可能更有效而且更短。

@Solomon Ucko 而不是(int) Math.floor(a)，如果a 是肯定的，你可以简单地写(int) a。

【参考方案4】：

如果你给它一个比最大的 int 或 long 大的两倍，你希望它返回什么？

（诚然，如果它大于最大的 long 精度无论如何都会很低 - 它可能不是最接近的理论整数 - 但即便如此......）

【参考方案5】：

正如Java中有整数和浮点除法一样，也有整数和浮点数的取数方式：

double f = Math.floor(x);

或

int k = (int) x; 

但您始终需要小心使用具有有限精度算术的下限：您对 x 的计算可能会产生类似 1.99999999 的结果，这两种形式都将下限为 1，而不是 2。有许多算法需要解决这个限制，以避免为某些输入值产生错误的结果。

【参考方案6】：

这样误差和其他非整数值可以通过一系列计算正确级联。

例如，如果您将 Not a Number (NaN) 输入到 Math.floor，它会传递它。

如果它返回整数，则无法传递这些状态或错误，并且您可能会从早期的计算中得到错误的结果，这些结果看起来不错，但在进一步处理后却是错误的。