Java虚拟机中基本数据类型实践
- 参考一Java的基本数据类型在虚拟机中的实现
- 参考二深入了解Java虚拟机-Java基本类型
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基本数据类型的大小
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float 和 double 除以 0.0 不会崩溃 -> 遇见问题 0 / 0.0 或者 100 / 0.0 没有抛出异常
在写代码的的时候 1. 任意整数(byte、short、int、long皆可)除以整数0结果为ArithmeticException; eg: 1 / 0 会抛出异常 2. 任意数除以浮点0.0结果,没有抛出异常,查看源码时发现 eg: 0 / 0.0 返回是 NaN eg: 100 / 0.0 返回 Infinity
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解释
- Java 的浮点类型采用 IEEE 754 浮点数格式。以 float 为例,浮点类型通常有两个 0,+0.0F 以及 -0.0F。
- 前者在 Java 里是 0,后者是符号位为 1、其他位均为 0 的浮点数,在内存中等同于十六进制整数 0x8000000(即 -0.0F 可通过 Float.intBitsToFloat(0x8000000) 求得)。尽管它们的内存数值不同,但是在 Java 中 +0.0F == -0.0F 会返回真。
- 在有了 +0.0F 和 -0.0F 这两个定义后,我们便可以定义浮点数中的正无穷及负无穷。正无穷就是任意正浮点数(不包括 +0.0F)除以 +0.0F 得到的值,而负无穷是任意正浮点数除以 -0.0F 得到的值。在 Java 中,正无穷和负无穷是有确切的值,在内存中分别等同于十六进制整数 0x7F800000 和 0xFF800000。
- 你也许会好奇,既然整数 0x7F800000 等同于正无穷,那么 0x7F800001 又对应什么浮点数呢?这个数字对应的浮点数是 NaN(Not-a-Number)。
- 不仅如此,[0x7F800001, 0x7FFFFFFF]和[0xFF800001, 0xFFFFFFFF]对应的都是 NaN。当然,一般我们计算得出的 NaN,比如说通过 +0.0F/+0.0F,在内存中应为 0x7FC00000。这个数值,我们称之为标准的 NaN,而其他的我们称之为不标准的 NaN。
- NaN 有一个有趣的特性:除了“!=”始终返回 true 之外,所有其他比较结果都会返回 false。
举例来说, “NaN<1.0F”返回 false, 而“NaN>=1.0F”同样返回 false。 对于任意浮点数 f,不管它是 0 还是 NaN, 1. “f!=NaN”始终会返回 true, 2. 而“f==NaN”始终会返回 false
- 因此,我们在程序里做浮点数比较的时候,需要考虑上述特性
案例
/**
* Java 数据/0 的一些分析
* 1. 任意整数(byte、short、int、long皆可)除以整数0结果为ArithmeticException;
* 2. 0除以浮点0结果为NAN,细分的话包括以下三种情况:
* **** 1. 0/0.0
* **** 2. 0.0/0.0
* **** 3. 0.0/0 虽然除的是个整数0,但在运算过程中发生了类型转化变成了浮点0
* 3. 任意数除以浮点0结果为Infinity/-Infinity。
* 4. java中浮点数0并非一个准确值,而是一个无限接近0的数
* 5. Java float 和 double 类型,
* 1. 就像其他任何语言(以及几乎任何硬件FP单元)一样,实现了浮点数学的IEEE 754标准,它要求除以零以返回特殊的“无穷大”值。抛出异常实际上会违反该标准。
* 2. 整数算术(由Java和大多数其他语言和硬件实现为二进制补码表示)是不同的,没有特殊的无穷大或NaN值,因此抛出异常是一种有用的行为。
* 3. Float 和 Double 的包装类中定义了: NaN POSITIVE_INFINITY NEGATIVE_INFINITY
*/
public class TestFloatDouble {
public static void main(String[] args) {
float byteNum = ((byte) 1) / 0.0f;
float byteNumZero = ((byte) 0) / 0.0f;
System.out.println("byte 非0 / 0.0f = " + byteNum + " byte 0 / 0.0f = " + byteNumZero);
float shortNum = ((short) 1) / 0.0f;
float shortNumZero = ((short) 0) / 0.0f;
System.out.println("short 非0 / 0.0f = " + shortNum + " short 0 / 0.0f = " + shortNumZero);
float intNum = 1 / 0.0f;
float intNumZero = 0 / 0.0f;
System.out.println("int 非0 / 0.0f = " + intNum + " int 0 / 0.0f = " + intNumZero);
float longNum = 1l / 0.0f;
float longNumZero = 0l / 0.0f;
System.out.println("long 非0 / 0.0f = " + longNum + " long 0 / 0.0f = " + longNumZero);
float floatNum = 1f / 0.0f;
float floatNumZero = 0f / 0.0f;
System.out.println("float 非0 / 0.0f = " + floatNum + " float 0 / 0.0f = " + floatNumZero);
float charNum = (char)1 / 0.0f;
float charNumZero = (char)0f / 0.0f;
System.out.println("char 非0 / 0.0f = " + charNum + " char 0 / 0.0f = " + charNumZero);
double doubleNum = 1.0d / 0.0d;
double doubleNumZero = 0.0d / 0.0d;
System.out.println("double 非0 / 0.0f = " + doubleNum + " double 0 / 0.0f = " + doubleNumZero);
float temp = (float) 139 / 190;
float currentProgress = temp * 100;
System.out.println(currentProgress);
float tem = 222 / 0.0f;
System.out.println("tem " + tem);
float temp1 = 0.0f / 0.0f;
System.out.println("tem1 " + temp1);
System.out.println("Float.NaN " + Float.NaN);
System.out.println("Float temp1 == NaN " + (temp1 == Float.NaN));
System.out.println("Float temp1 is NaN " + Float.isNaN(temp1));
System.out.println("Float intBitsToFloat " + Float.intBitsToFloat(0x7fc00000));
float negativeInfinity = Float.NEGATIVE_INFINITY;
float positiveInfinity = Float.POSITIVE_INFINITY;
System.out.println("Float negativeInfinity " + negativeInfinity + " positiveInfinity " + positiveInfinity);
System.out.println("------double的处理类似于float---------");
}
}
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