我如何遇到十六進制浮點數(shù)

我正在Java :: Geci中開發(fā)一種新功能，以減少代碼重新格式化的可能性。 如果重新格式化，當前版本的代碼將覆蓋原本相同的代碼。 這很煩人，因為按下重新格式化鍵的快捷鍵相當容易，而且許多項目甚至要求開發(fā)人員將其編輯器設(shè)置為在保存時自動格式化代碼。 在這種情況下，不能使用Java :: Geci，因為一旦重新格式化了代碼，生成器就會認為生成的代碼與源文件中已經(jīng)存在的代碼不同，會對其進行更新并發(fā)出代碼更改失敗的信號。單元測試。

我正在設(shè)計的解決方案首先將Java源文件進行比較，然后將其轉(zhuǎn)換為詞匯元素列表。 這樣，只要代碼保持不變，您甚至可以重新格式化插入換行符，空格等的代碼。 為此，我需要一個簡化的Java詞法分析器。 編寫詞法分析器沒什么大不了的，自從我在1987年首次閱讀《 龍書》以來，我出于不同的原因創(chuàng)建了多個詞法分析器。我真正需要的唯一是精確定義字符串，字符，數(shù)字文字，關(guān)鍵字和以此類推。 簡而言之：Java語言在詞匯級別上的定義是什么以及如何處理。 幸運的是，對此有一個精確的定義，即Java語言規(guī)范 ，它不僅精確而且可讀，并帶有示例。 因此，我開始閱讀相應(yīng)的章節(jié)。

令我感到困惑的是，我可以看到Java語言中有可能用十六進制表示浮點數(shù)。 奇怪嗎 由于我從未見過它，所以我首先以為這是Java 12中引入的新內(nèi)容，但我的調(diào)查表明它可能是在Java 1.5中引入的。那是我真正喜歡的第一個Java版本，但不是因為十六進制浮點數(shù)。 所以這就是我面對面遇到這只野獸的方式。 我開始懷疑這頭野獸是否可以在野外找到，還是只能在JLS文本范圍內(nèi)被俘虜?shù)臇|西。 所以…

我在Twitter上投票

如您所見，九個人面的人回答了這個問題，主要是說他們對這個功能一無所知。

在lambda和流之后，可能十六進制浮點數(shù)是Java語言中鮮為人知和使用最少的功能（開個玩笑……十六進制浮點數(shù)很重要，對嗎？）

即使我過去做過一些科學研究，也看不到十六進制浮點字面量的任何使用。

什么是浮點數(shù)？

我們將使用十六進制浮點數(shù)，但要了解我們必須首先知道什么是浮點數(shù)。

浮點數(shù)具有尾數(shù)和指數(shù)。 尾數(shù)具有整數(shù)和小數(shù)部分，例如iii.ffff 。 指數(shù)是整數(shù)。 例如，31.415926E-1是浮點數(shù)，是圓的直徑和周長之比的近似值。

Java內(nèi)部將float存儲在32位上 ，將double float數(shù)存儲在64位上 。 實際比特根據(jù)IEEE 754標準使用。

這樣，這些位將符號存儲在單個位上，然后將指數(shù)存儲在8位或11位上，最后將尾數(shù)存儲在23位或52位上，分別用于32位或64位浮點/雙精度。 尾數(shù)是一個小數(shù)，其值在1到2之間。這可以用位流表示，其中第一位表示1，第二位表示1/2，依此類推。 但是，由于該數(shù)字始終以規(guī)范化存儲，因此該數(shù)字始終在[1和2之間]，因此第一位始終為1。無需存儲它。 存儲尾數(shù)，以便最高有效位表示1/2，下一個1/2 ²以此類推，但是當我們需要該值時，將其加1。

尾數(shù)是無符號的（因此我們有一個單獨的signum位）。 指數(shù)也是無符號的，但是計算出的實際移位數(shù)是從該值中減去127或1023以獲得有符號數(shù)。 它指定尾數(shù)實際上應(yīng)向左或向右移動多少位。 因此，當我們寫31.415926E-1f ，指數(shù)將不是-1。 那是數(shù)字的十進制格式。

實際值為01000000010010010000111111011010 。 分解：

• 0號，數(shù)字為正。 到目前為止，一切都很好。
• 10000000 128，這意味著我們必須將尾數(shù)左移一位（該值乘以2）
• 10010010000111111011010是 。 該位流的十六進制表示為0x490FDA

這是

十六進制浮點文字

我們可以在Java中編寫與0x0.C90FDAP2f相同的數(shù)字。 這是相同數(shù)字的十六進制浮點表示形式。

尾數(shù)0xC9aFDA應(yīng)該熟悉0x490FDA以上數(shù)字的十六進制表示0x490FDA 。 不同之處在于，第一個字符是C而不是4 。 那是額外的一位，始終為1，不存儲在二進制表示中。 C是1100而原始4是0100 。 指數(shù)是將數(shù)字推到正確位置所需的實際位移的帶符號十進制表示形式。

文字的格式并非無關(guān)緊要。 首先，您必須使用指數(shù)部分，并且指數(shù)的字符為p或P 這與十進制表示形式有很大不同。 （更新：如果指數(shù)是可選的，則您無法確定例如0.55是十進制浮點還是十六進制浮點。十六進制數(shù)字偶然可以僅包含十進制字符，而仍然是十六進制。）

經(jīng)過一番思考，很明顯無法使用常規(guī)e或E來表示指數(shù)，因為該字符是合法的十六進制數(shù)字，并且在數(shù)字（如0x2e3情況下可能會模棱兩可。 這是十六進制整數(shù)還是。 這是整數(shù)，因為我們使用p而不是e 。

我只能猜測為什么指數(shù)部分是強制性的。 因為開發(fā)人員已經(jīng)習慣使用e或E作為指數(shù)來十進制浮點數(shù)，所以很容易將0xC90F.0e+3誤讀為單個浮點數(shù)，即使需要十六進制浮點p而不是e 。 如果指數(shù)不是強制性的，則此示例將是浮點數(shù)與整數(shù)的合法和。 同時看起來像一個數(shù)字，那不是很好。

另一個有趣的事情是指數(shù)是十進制。 這也是因為某些十六進制數(shù)字已被用于其他目的。 浮點數(shù)和雙后綴。 如果要表示文字是浮點數(shù)，則可以將f或F附加到末尾。 如果要表示此文字為double，則可以將d或D附加到末尾。 這是默認設(shè)置，因此添加D是可選的。 如果指數(shù)是十六進制的，我們將不知道0x32.1P1f是浮點文字還是雙精度數(shù)，并且具有很多大小不同的值。 這樣，那個指數(shù)是十進制，它是一個浮點數(shù)。

Java和IEEE 754

Java在Java 1.2之前一直嚴格執(zhí)行IEEE 754標準，該標準不僅定義了存儲在內(nèi)存中的數(shù)字格式，而且還定義了應(yīng)如何執(zhí)行計算的規(guī)則。 Java 1.2版（包括1.2版）之后，發(fā)布了該標準以使實現(xiàn)更加自由，從而允許使用更多的位來存儲中間結(jié)果。 它曾經(jīng)并且仍然可以在Intel CPU平臺上使用，并且在諸如FORTRAN之類的其他語言的數(shù)值計算中被大量使用。 這是允許實現(xiàn)使用更高精度的邏輯步驟。

為了保持向后兼容性，同時在語言中添加了strictfp修飾符。 在類，接口或方法上使用此修飾符時，這些代碼中的浮點計算將嚴格遵循IEEE 754標準。

帶走

• Java中有十六進制浮點文字。 記住它以及strictfp是什么，因為有人可能在Java采訪中問您有關(guān)它的問題。 在企業(yè)編程中沒有實際用途。
• 除非使代碼更具可讀性，否則不要使用它們。 我?guī)缀鯚o法想象會發(fā)生這種情況的任何情況。 因此，簡而言之：不要僅僅因為可以就使用它們。
• 在Twitter @verhas上關(guān)注我，以獲取有關(guān)新文章的通知。

關(guān)注@verhas

我認為僅此而已。 在本文發(fā)表時，我可能會和一萬人一起在蘇黎世湖中游泳。 這是一個大事件。

哦……是的：如果您曾經(jīng)在Java中使用十六進制浮點文字來使其更具可讀性，請在注釋中分享知識。 我敢于以讀者的名義說：我們很感興趣。

更新：約瑟夫·達西（Joseph Darcy）（Oracle的工程師，OpenJDK開發(fā)人員，馬拉松運動員，快步手，偶爾的攝影師，還有很多其他事情。）在Twitter上提供了反饋。 我將他的回復(fù)復(fù)制到這里，因為它絕對有價值，并為讀者增加了價值，從而使讀者受益：

十進制字符串和二進制浮點值的特定設(shè)置之間的映射通常是不明顯的。 十六進制浮點文字在需要時（例如在測試中）提供了直接的文本到二進制fp映射。 參見https://blogs.oracle.com/darcy/hexadecimal-floating-point-literals

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2019/07/java-hexadecimal-floating-point-literal.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java十六进制浮点文字的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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