将双精度数分成两部分“整数和整数”的最佳方法是什么？分数”在java中

Question

我尝试通过以下方法分离 5.6（例如）：

private static double[] method(double d)
{
    int integerPart = 0;
    double fractionPart = 0.0;
    integerPart = (int) d;
    fractionPart = d - integerPart;
    return new double[]{integerPart, fractionPart};
}

但我得到的是：

[0] = 5.0
[1] = 0.5999999999999996

您对在不将数字转换为字符串的情况下执行此操作有什么建议吗？

Answer 1

要了解发生了什么，请查看数字的二进制表示形式：

double d = 5.6;
System.err.printf("%016x%n", Double.doubleToLongBits(d));
double[] parts = method(d);
System.err.printf("%016x %016x%n",
                  Double.doubleToLongBits(parts[0]),
                  Double.doubleToLongBits(parts[1]));

输出：

4016666666666666
4014000000000000 3fe3333333333330

5.6 是 1.4 * 2²，但 0.6 是 1.2 * 2^-1。因为它的指数较低，所以归一化会导致尾数向左移动三位。重复项 (..66666..) 最初是分数 7/5 的近似值这一事实已被遗忘，并且丢失的位被替换为零。

如果将原始 double 值作为方法的输入，则无法避免这种情况。要保留准确的值，您需要使用准确表示所需值的格式，例如 分数 来自 Apache commons-math。 （对于这个 d=5.6 的具体示例，BigDecimal 也能够准确地表示它，但还有其他数字它无法准确地表示，例如 4/3）

Answer 2

穷人解决方案（使用字符串）

    static double[] sp(double d) {
        String str = String.format(Locale.US, "%f", d);
        int i = str.indexOf('.');
        return new double[] {
            Double.parseDouble(str.substring(0, i)),
            Double.parseDouble(str.substring(i))
        };
    }

（区域设置，因此我们确实得到了一个小数点）

Answer 3

字符串 doubleAsString = Double.toString(123.456);

String beforeDecimal=doubleAsString.substring(0,doubleAsString.indexOf(".")); //123

String afterDecimal=doubleAsString.substring(doubleAsString.indexOf(".")+1); //456

Answer 4

使用 BigDecimal进行同样的计算。 （由于其表示形式，使用双精度数存在精度问题）。

• 使用 new BigDecimal(String.valueOf(yourDouble)) 构造它（这仍然通过字符串，但各部分没有通过字符串操作分隔）
• 使用 bd.subtract(new BigDecimal(bd) .intValue()) 确定分数

Answer 5

这是另一个基于 BigDecimal 的解决方案（不通过 String）。

private static double[] method(double d) {
    BigDecimal bd = new BigDecimal(d);
    return new double[] { bd.intValue(),
                          bd.remainder(BigDecimal.ONE).doubleValue() };
}

正如您将注意到的，您仍然不会得到 0.6 作为小数部分的输出。 （您甚至无法将 0.6 存储在 double 中！）这是因为数学实数 5.6 实际上并不完全由 double 表示5.6 但作为 5.599999...

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您也可以这样做

private static double[] method(double d) {
    BigDecimal bd = BigDecimal.valueOf(d);
    return new double[] { bd.intValue(),
                          bd.remainder(BigDecimal.ONE).doubleValue() };
}

，实际上确实会产生 [5.0, 0.6]。

然而，BigDecimal.valueOf 在大多数 JDK 中（内部）是通过调用 Double.toString 实现的。但至少与字符串相关的东西不会扰乱你的代码:-)

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评论中很好的后续问题：

如果它表示为 5.599999999...，那么为什么 Double.toString(5.6) 恰好给出 "5.6"

Double.toString 方法实际上非常复杂。来自 的文档Double.toString：

[...]

m 或 a 的小数部分必须打印多少位？必须至少有一位数字来表示小数部分，除此之外，还必须有尽可能多的数字来唯一区分参数值与 double 类型的相邻值。 也就是说，假设x 是由此方法针对有限非零参数 d 生成的十进制表示形式所表示的精确数学值。那么 d 必须是最接近 x 的 double 值；或者如果两个 double 值与 x 同样接近，则 d 必须是其中之一，并且 d 的有效数的最低有效位必须为 0。

[...]

获取字符的代码 "5.6"< /code> 归结为 FloatingDecimal.getChars：

private int getChars(char[] result) {
    assert nDigits <= 19 : nDigits; // generous bound on size of nDigits
    int i = 0;
    if (isNegative) { result[0] = '-'; i = 1; }
    if (isExceptional) {
        System.arraycopy(digits, 0, result, i, nDigits);
        i += nDigits;
    } else {
        if (decExponent > 0 && decExponent < 8) {
            // print digits.digits.
            int charLength = Math.min(nDigits, decExponent);
            System.arraycopy(digits, 0, result, i, charLength);
            i += charLength;
            if (charLength < decExponent) {
                charLength = decExponent-charLength;
                System.arraycopy(zero, 0, result, i, charLength);
                i += charLength;
                result[i++] = '.';
                result[i++] = '0';
            } else {
                result[i++] = '.';
                if (charLength < nDigits) {
                    int t = nDigits - charLength;
                    System.arraycopy(digits, charLength, result, i, t);
                    i += t;
                } else {
                    result[i++] = '0';
                }
            }
        } else if (decExponent <=0 && decExponent > -3) {
            result[i++] = '0';
            result[i++] = '.';
            if (decExponent != 0) {
                System.arraycopy(zero, 0, result, i, -decExponent);
                i -= decExponent;
            }
            System.arraycopy(digits, 0, result, i, nDigits);
            i += nDigits;
        } else {
            result[i++] = digits[0];
            result[i++] = '.';
            if (nDigits > 1) {
                System.arraycopy(digits, 1, result, i, nDigits-1);
                i += nDigits-1;
            } else {
                result[i++] = '0';
            }
            result[i++] = 'E';
            int e;
            if (decExponent <= 0) {
                result[i++] = '-';
                e = -decExponent+1;
            } else {
                e = decExponent-1;
            }
            // decExponent has 1, 2, or 3, digits
            if (e <= 9) {
                result[i++] = (char)(e+'0');
            } else if (e <= 99) {
                result[i++] = (char)(e/10 +'0');
                result[i++] = (char)(e%10 + '0');
            } else {
                result[i++] = (char)(e/100+'0');
                e %= 100;
                result[i++] = (char)(e/10+'0');
                result[i++] = (char)(e%10 + '0');
            }
        }
    }
    return i;
}