### 概述 Java的Float類主要的作用就是對基本類型float進行封裝，提供了一些處理float類型的方法，比如float到String類型的轉換方法或String類型到float類型的轉換方法，當然也包含與其他類型之間的轉換方法 > java float類型用IEEE754標準規定； float占用4個字節，包括： * 1bit（符號位）：0表示正數，1表示負數； * 8bits（指數位）：float的偏移量為2^8 - 1，double的偏移量為2^11 - 1； * 23bits（尾數位）：實際尾數部分中的小數點后的數值，規約浮點數使用標準的二進制科學計數法表示，其尾數范圍在 \[1，2），非規約浮點數的尾數部分范圍在（0，1）  示例： ``` 8.25 的 float 表示 整數8的二進制：1000 小數0.25的二進制：.01 8.25整體的二進制：1000.01 → 1.00001 * 2^3 小數點左移 3 位，所以指數部分（3 + 127） = 130，二進制是 10000010 尾數：去掉小數點前面的1，為 00001，補充到 23 位，000 0100 0000 0000 0000 0000 最終 8.25 在內存中存儲的二進制是：0100 0001 0000 0100 0000 0000 0000 0000 ``` ``` 9.5 的 float 表示 9.5的二進制：1001.1 -> 1.0011 * 2^3 指數位是 （3 + 127）=130，二進制 10000010 尾數是 0011 000000 0000000000 000 最終 9.5 在內存中存儲的二進制是：010000010 0011 000000 0000000000 000，和程序打印出來的一致。 ``` 類繼承關系： ``` public final class Float extends Number implements Comparable<Float> { public static final float POSITIVE_INFINITY = 1.0f / 0.0f; // 正無窮大 public static final float NEGATIVE_INFINITY = -1.0f / 0.0f; // 負無窮大 public static final float NaN = 0.0f / 0.0f; // Not a Number(不是數)（輸出就是NaN） // 指數部分的最大值（指數位的長度1個字節）：127,最小值為-126 public static final int MAX_EXPONENT = 127; public static final int MIN_EXPONENT = -126; // 一個float占4個字節（32位） public static final int SIZE = 32; } ``` > 說明：這是java的規定，沒必要深究為什么1.0/0.0不報錯，不過1/0肯定報錯 #### 關于IEEE 754 > 在看Float前需要先了解IEEE 754標準，該標準定義了浮點數的格式還有一些特殊值，它規定了計算機中二進制與十進制浮點數轉換的格式及方法。規定了四種表示浮點數值的方法，單精確度（32位）、雙精確度（64位）、延伸單精確度（43位以上）與延伸雙精確度（79位以上）。多數編程語言支持單精確度和雙精確度，這里討論的Float就是Java的單精確度的實現 ## 類方法： 1.toString\(float f\): ``` public String toString() { return Float.toString(value); } public static String toString(float f) { return FloatingDecimal.toJavaFormatString(f); } ``` > FloatingDecimal：的作用是將float格式化轉換，即什么時候用數字顯示\(位數小于8位\),什么時候用指數顯示\(位數&gt;=8位\) > 更加詳細的在API中有說明 2.toHexString\(float f\):轉成16進制的字符串（用科學計數法表示） ``` public static String toHexString(float f) { if (Math.abs(f) < FloatConsts.MIN_NORMAL && f != 0.0f ) {// float subnormal // Adjust exponent to create subnormal double, then // replace subnormal double exponent with subnormal float // exponent String s = Double.toHexString(Math.scalb((double)f, /* -1022+126 */ DoubleConsts.MIN_EXPONENT- FloatConsts.MIN_EXPONENT)); return s.replaceFirst("p-1022$", "p-126"); } else // double string will be the same as float string return Double.toHexString(f); } ``` 3.兩個valueOf\(\):將字符串/浮點數轉換成Float類型的對象 ``` public static Float valueOf(String s) throws NumberFormatException { return new Float(parseFloat(s)); } public static Float valueOf(float f) { return new Float(f); } ``` 4.parseFloat\(String s\):和valueOf重復了 ``` public static float parseFloat(String s) throws NumberFormatException { return FloatingDecimal.parseFloat(s); } ``` 5.isNaN\(float v\)：判斷是不是一個‘不是數’\(NaN和任何東西都不想等，包括他自己\) ``` public static boolean isNaN(float v) { return (v != v); } ``` 6.isInfinite\(float v\):判斷是不是正無窮或者負無窮（這兩個數使計算沒有任何意義） ``` public static boolean isInfinite(float v) { return (v == POSITIVE_INFINITY) || (v == NEGATIVE_INFINITY); } ``` 7.floatToRawIntBits\(float value\) floatToIntBits\(float value\) intBitsToFloat\(int bits\)： > * 根據 IEEE 754 的浮點“單一形式”中的位布局，返回指定浮點值的表示形式 > * 根據 IEEE 754 的浮點“單一形式”中的位布局，返回指定浮點值的表示形式，并保留非數字 \(NaN\) 值。 > * 返回對應于給定的位表示形式的 float 值。該參數被認為是符合 IEEE 754 的浮點“單一形式”中的位布局規定的浮點值表示形式 ``` public static native float intBitsToFloat(int bits); public static native int floatToRawIntBits(float value); public static int floatToIntBits(float value) { int result = floatToRawIntBits(value); // Check for NaN based on values of bit fields, maximum // exponent and nonzero significand. if ( ((result & FloatConsts.EXP_BIT_MASK) == FloatConsts.EXP_BIT_MASK) && (result & FloatConsts.SIGNIF_BIT_MASK) != 0) result = 0x7fc00000; return result; } ``` 8.compare\(float f1, float f2\):比較兩個float的大小 ``` public static int compare(float f1, float f2) { if (f1 < f2) return -1; // Neither val is NaN, thisVal is smaller if (f1 > f2) return 1; // Neither val is NaN, thisVal is larger // Cannot use floatToRawIntBits because of possibility of NaNs. int thisBits = Float.floatToIntBits(f1); int anotherBits = Float.floatToIntBits(f2); return (thisBits == anotherBits ? 0 : // Values are equal (thisBits < anotherBits ? -1 : // (-0.0, 0.0) or (!NaN, NaN) 1)); // (0.0, -0.0) or (NaN, !NaN) } ``` ### float二進制表示 ``` int i = Float.floatToIntBits(8.25f); System.out.println(Integer.toBinaryString(i)); // output==>1000001000001000000000000000000 ``` ### 精度損失 看下面的程序： ``` float f = 2.2f; double d = (double) f; System.out.println(f); System.out.println(d); ``` 打印出來的結果： ``` 2.2 2.200000047683716 ``` 為什么會出現這種情況？ 對于不能用二進制表示的 十進制小數，二進制小數位會進行循環，所以會損失精度。比如下面的語句會輸出 true： ``` System.out.println(2.2f == 2.20000001f); ``` ### 測試 ``` float num = 4.0f / 0.0f; System.err.println(num); // java中規定分母不能為0，但是浮點數計算中不拋異常 output==>Infinity ```