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java之二進制與數據類型(二)

bsp bre 進制 3.4 高精度 short ali word 部分

一、各數據類型的最大值和最小值

整數:

以byte為例,我們知道,byte共有8個bit位,最大值是0111111,最小值是10000000,用十進制來表示就是-128~127,即-2^7~2^7。

依照上面的推理方式可知

總結下表:

數據類型
bit位取值範圍
byte8-2^7~2^7-1
short16-2^15~2^15-1
int32-2^32~2^32-1
long64-2^63~2^63-1

小數:

我們知道float是32位,double為64位,分別被叫做單精度和雙精度小數。但是他們的最大值卻不是通過上面的代碼來確定的,我們用代碼來看看它們的最大值是多少:

System.out.println("float的最大值:"+Float.MAX_VALUE);
System.out.println("double的最大值:"+Double.MAX_VALUE);

運行結果:

float的最大值:3.4028235E38
double的最大值:1.7976931348623157E308

通過上面的代碼,我們知道了float的最大值為3.4*10^38,double的最大值為1.79*10^308。

那為什麽同樣是32位的int和64位的long無法表示呢?

我們來看看存儲結構:

由於二進制比較麻煩,我們用十進制來表示。

整數的存儲很簡單,第一位為符號位,其他剩余位都表示數值,例如

0999

第一位為符號位,後面的三位則均為數字位,所以,這表示的就是999。

但是小數的存儲方法就不相同:

符號位指數位(階碼位)尾數位(小數位)

以double第一位和整數一樣是符號位,之後的指數位共有11位,剩下的位數全部是尾數位,以double為例,double的尾數位就是52位。

還是剛才的數值:

0999
第一位0位符號位,第一個“9”表示指數位,後面的兩個9就表示小數即0.99,那麽這個數字就是0.99*10^9。

這就是為什麽同樣位數的小數要比整數表示的數字要大。

二、精確度

我們首先用int 和float表示相同的一個數字:

int a = 12345678;
float b = 12345678;
System.out.println("int:"+a);
System.out.println("float:"+b);

運行結果:

int:12345678
float:1.2345678E7

此時,int和float的值結果是相同的,當他們表示一個更大的數時就會出現如下問題:

int a = 123456789;
float b = 123456789;
System.out.println("int:"+a);
System.out.println("float:"+b);

運行結果:

int:123456789
float:1.23456792E8

此時,float丟失了一個數字8,現在我們再用double來表示這個數字:

double c = 123456789;
System.out.println("double:"+c);

運行結果:

double:1.23456789E8

我們驚奇的發現:double沒有丟失數據!

正如我們上面說的,float是32位,double為64位,float之所以出現丟失數據的顯現,是因為float的位數不足以存儲123456789,所以部分數據就丟失了,但是double有64位,小數位足以表示123456789,因此就不會發生數據丟失。

三、強制數據類型轉換

高精度->低精度

從高精度轉為低精度時會發生精度丟失的狀況,例如:

double a = 123.45;
int b = (int) a;
System.out.println(b);

運行結果:

123

可見,由double轉為int時,會將小數部分丟掉。

高位->低位

位數多的轉為位數少的會發生高位數據丟失,例如:

int a = 129;
byte b = (byte) a;
System.out.println(b);

運行結果:

-127

我們知道,int為32位,129用二進制表示就是00000000 00000000 00000000 10000001。在強轉為byte時,由於byte只有8位,會將前24位全部舍掉,剩下的就是10000001,轉為十進制就是-127。

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