Java中的Infinity和NaN

1、i == i + 1
一个数字永远不会等于它自己加1?Java 强制要求使用IEEE 754 浮点数算术运算[IEEE 754],它可以让你用一个double 或float来表示无穷大。正如我们在学校里面学到的,无穷大加1还是无穷大。

你可以用任何被计算为无穷大的浮点算术表达式来初始化i,例如:

double i = 1.0 / 0.0;

不过,你最好是能够利用标准类库为你提供的常量:

double i = Double.POSITIVE_INFINITY;

事实上,你不必将i 初始化为无穷大以确保循环永远执行。任何足够大的浮点数都可以实现这一目的,例如:

double i = 1.0e40;

2、i != i
一个数字总是等于它自己? IEEE 754 浮点算术保留了一个特殊的值用来表示一个不是数字的数量[IEEE 754]。这个值就是NaN(“不是一个数字(Not a Number)”的缩写),对于所有没有良好的数字定义的浮点计算,例如0.0/0.0,其值都是它。规范中描述道,NaN 不等于任何浮点数值,包括它自身在内[JLS ]。

你可以用任何计算结果为NaN 的浮点算术表达式来初始化i,例如:

double i = 0.0 / 0.0;

同样,为了表达清晰,你可以使用标准类库提供的常量:

double i = Double.NaN;

NaN 还有其他的惊人之处。任何浮点操作,只要它的一个或多个操作数为NaN,那么其结果为NaN。这条规则是非常合理的,但是它却具有奇怪的结果。例如,下面的程序将打印false:

class Test {

    public static void main(String[] args) {

        double i = 0.0 / 0.0;

        System.out.println(i - i == 0);

    }

}

总之,float 和double 类型都有一个特殊的NaN 值,用来表示不是数字的数量。

3、NaN与任何数比较均返回false

if( (0 > c) || (0 == c) || (0 < c)){ 
     System.out.println("NaN compared with 0 is not always false."); 
}else{ 
     System.out.println("NaN compared with 0 is always false!"); 
} 

注:

Double.NaN == Double.NaN,结果是false。但是,

Double a = new Double(Double.NaN);

Double b = new Double(Double.NaN);]

a.equals(b);  //true

4、Float.compare()
而当我们使用Float.compare()这个方法来比较两个NaN时,却会得到相等的结果。可以用下面的代码验证:

float nan=Float.NaN;
float anotherNan=Float.NaN;
System.out.println(Float.compare(nan,anotherNan));

compare()方法如果返回0,就说明两个数相等,返回-1,就说明第一个比第二个小,返回1则正好相反。
上面语句的返回结果是0。
一般来说,基本类型的compare()方法与直接使用==的效果“应该”是一样的,但在NaN这个问题上不一致,是利是弊,取决于使用的人作何期望。当程序的语义要求两个NaN不应该被认为相等时(例如用NaN来代表两个无穷大,学过高等数学的朋友们都记得,两个无穷看上去符号是一样,但不应该认为是相等的两样东西),就使用==判断;如果NaN被看得无足轻重(毕竟,我只关心数字,两个不是数字的东西就划归同一类好了嘛)就使用Float.compare()。

另一个在==和compare()方法上表现不一致的浮点数就是正0和负0(当然这也是计算机表示有符号数字的老大难问题),我们(万能的)人类当然知道0.0f和-0.0f应该是相等的数字,但是试试下面的代码:

float negZero=-0.0f;
float zero=0.0f;
System.out.println(zero==negZero);
System.out.println(Float.compare(zero,negZero));

返回的结果是true和-1。看到了么,==认为正0和负0相等,而compare()方法认为正0比负0要大。所以对0的比较来说,==是更好的选择。

更有趣的事:

i = 0.0 / 0;  
System.out.println(i);             //NaN  
System.out.println(i + 1);         //NaN  
System.out.println(i == i + 1);    //false  
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