long值如何适合Java中的float数据类型而又不损失精度

Question

长值如何适合Java中的float数据类型而又不损失精度。因为如果丢失精度，则应该生成以下代码段

long lMax = Long.MAX_VALUE;
float f = lMax;
System.out.println(lMax == f);

Output 
true

Answer 1

问题是，为了比较long和float，long值被强制转换为float，并且与分配中一样发生了精度损失。

如果要“检测”精度损失，请尝试使用BigDecimal，如下所示：

System.out.println(new BigDecimal(lMax).compareTo(new Bigdecimal(f)));

我知道构造函数BigDecimal(double)将把float强制转换为double，但没有精度损失...

编辑

[对大多数人而言，long似乎比float具有更多的“精度”。但是float的范围为+/-10^38，比long的范围大得多...

测试

long lMax = Long.MAX_VALUE;
float f = lMax;
System.out.println( lMax == f );
System.out.println( new BigDecimal( lMax ).compareTo( new BigDecimal( f ) ) );
System.out.println( ( (Float) f ).longValue() == lMax );
System.out.println( ( (Long) lMax ).floatValue() == f );
System.out.printf( "%d, %d%n", ( (Float) f ).longValue(), lMax );

f = --lMax;
System.out.println( lMax == f );
System.out.println( new BigDecimal( lMax ).compareTo( new BigDecimal( f ) ) );
System.out.println( ( (Float) f ).longValue() == lMax );
System.out.println( ( (Long) lMax ).floatValue() == f );
System.out.printf( "%d, %d%n", ( (Float) f ).longValue(), lMax );

输出：

true
-1
true
true
9223372036854775807, 9223372036854775807
true
-1
false
true
9223372036854775807, 9223372036854775806

Answer 2

Java语言规范中的Binary Numeric Promotion规则是理解问题中代码片段行为的关键。特别是“否则，如果其中一个操作数的类型为float，则另一个将转换为float。”

在lMax == f比较中，与float f = lMax赋值完全一样，将lMax转换为浮点数。如果采用相同的输入值，则对它进行两次相同的转换，然后比较结果，它们将相等，而不管转换是否更改了该值。

Answer 3

如果要很好地演示精度损失，请在获取系统时间（以毫秒为单位并从long转换为float时尝试以下小脚本：

class Scratch {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        float currentF;
        long currentL;
        float lastNewF = 0;
        long lastL = System.currentTimeMillis();
        long diff;

        while (true) {
            currentL = System.currentTimeMillis();
            currentF = (float) currentL;
            if (currentF != lastNewF) {
                // we finally got a new "different" float value
                lastNewF = currentF;
                diff = currentL - lastL;
                lastL = currentL;
                System.out.println(diff + " milliseconds since we got a new time as float");
            }
            Thread.sleep(250);
        }
    }
}

您可以从输出中看到有时会损失多达2分钟的精度：

0 milliseconds since we got a new time as float
46964 milliseconds since we got a new time as float
131054 milliseconds since we got a new time as float
131093 milliseconds since we got a new time as float
131077 milliseconds since we got a new time as float

Answer 4

lMax是一个长数字。当您将其分配给浮点数时，它将失去精度。

float f = lMax;

当您将long与float进行比较时，内部将long转换为float或将float转换为long。您的代码

lMax == f

将类似于

（（（float）f）.longValue（）== lMax

这是9.223372E18 == 9.223372E18是

或

（（（Long）lMax）.floatValue（）== f

这是9223372036854775807 == 9223372036854775807 true

无论哪种方式，答案都是正确的。

Answer 5

lMax的值= 9223372036854775807; //在您的JVM中可能有所不同。

f的值= 9.223372E18

现在比较lMax == f时，首先将f转换为long，然后进行比较。转换为long后，f值与lMax相同。

同样适用于以下代码。

long lMax = Long.MAX_VALUE; // value is 9223372036854775807
float f =lMax;
float f2 = 9223372036854775807.5f;
System.out.println(lMax == f);
System.out.println(lMax == f2);

输出

true
true

与长整数相比，f2在此丢失十进制值。 f2的长值与lMax相同。