Java浮点数使用小结
1.??? 引子

??? 平常在代码中，从不缺少使用浮点数的地方。浮点数可以使用float和double类型进行定义。默认都是使用的double类型，如果需要声明为float类型，需要显示地加F或者f，比如Float fNumber = 1.234F。往常个人在使用的时候，使用float居多（在java的基本类型中，Float是32位，4个字节；Double是64位，8个字节；所以float相对来说节省内存），近来踩了两个坑，觉得还是double比较省心。记录如下。

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2.??? 问题1 精度错误2.1 表现形式问题一示例如下。

??? 需要将一组对象转换成json，使用的json包是json-lib 2.2版本。

图2.1 json-lib包引用

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图2.2 问题1示例
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图2.3 问题1结果

??? 可以看到在将浮点数转换成json数据的时候，Float类型的浮点数会出现精度错误的问题。

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2.2 问题原因

??? 排查原因，发现在json-lib的库里面，对于Float类型的数据，是先将其转换成Double类型之后，然后再进行处理的。处理代码如下。

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图2.4 json-lib对于Float的处理

??? Float的doubleValue方法是直接进行类型转换，即return (double)value。
??? Float和Double在内存中的存储长度不同，将Float转换成Double类型的时候，如果直接取Float的doubleVlaue方法，会进行位数的补全；特别是在有小数部分的时候，这样是不能保证精度的，这样就引起了我们现在的问题。

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2.3 解决方法

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??? 解决问题的方法有两个思路。

在整个系统中以double类型存储，替换掉现有的以float类型存储的方式；找到float类型转换成double类型的安全的方法。

??? 第一个思路，可以彻底的解决这个问题，但是对于一个系统来说，进行全局替换需要慎重，所以暂时不进行这样的修复；
??? 第二个思路，可以有以下几种方案。

因为我们的精度要求保留到小数点之后的两位即可，所以可以将原值value乘以100，然后取long值，将结果再除以100.0转换成double类型；使用BigDecimal；先将float类型的数值转换成String，然后将String转换成Double类型的即可。比较了一下，调用Double.valueOf(String value)方法和直接新—ouble对象（new Double(String value)）都是可以的；但是前者只需要创建对象一次，后者需要新建两个Double对象，为了节省开销，使用了第一个方法进行了处理。

??? 解决问题的代码如下。
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图2.5 问题解决

??? 先判断要处理的值是float类型，然后调用Double的valueOf方法进行处理。

3.??? 问题2 大数表示问题3.1 表现形式

??? 解决了上面这个json输出的问题之后，又发现了一个问题。对于一些较大的数值，比如9999999.99；最终的输出结果为1.0E7，而不是预期的数值。

3.2 原因分析

??? 按理来说，float存储的范围应该远大于这个数值，经过一系列的调试，发现是float类型转换成String的时候出现的问题。进一步深入，发现是float类型的存储结构导致的。
??? 在java中，float类型存储的长度是32bit，double类型的存储长度是64bit。如下表所示。

表3.1 float和double在java中的存储

?符号位（bit）指数位（bit）尾数位（bit）Float（32bit）1823Double（64bit）11152

??? 其中：

符号位表示数值的正负；指数位表示数值的取值范围，以补码形式存储；尾数位表示数值的精度。

??? 对于float来说，2^23=8388608；所以float类型的数值，如果有效数字的数值超过了8388608这个值，系统会自动找一个近似的结果进行代替。这也是我们这里存储9999999.99的时候，结果异常的原因。这个值在存储的时候就已经被处理成了1.0E7，所以不论采用什么方式进行处理，都不会有改善的。这里也说明，float类型，可以保证6-7位的有效数字（6位及以下是绝对可以保证的，但是7位的时候，这个有效数字的数值如果超过了8388608，就无法进行表示了）。
??? 对于double类型，2^52=4503599627370496；所以double类型的有效数字在15-16位。
??? 所以我们遇到的问题2，目前是没有办法进行解决的。后续还是安排使用double类型替换float类型。

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4.??? 小结

? ?? 本文从两个问题说明了float类型的“坑爹”之处，如果不是对业务以及业务的发展特别有把握，还是建议使用double类型。