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我有一个程序试图将 adouble缩小到所需的数字。我得到的输出是NaN.

NaN在 Java中是什么意思?

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取自此页面

“NaN”代表“不是数字”。如果浮点运算有一些输入参数会导致运算产生一些未定义的结果,则会产生“Nan”。例如,0.0 除以 0.0 在算术上是未定义的。取负数的平方根也是未定义的。

于 2010-04-11T18:00:07.067 回答
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于 2010-04-11T18:01:36.743 回答
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NaN表示“不是数字”,是浮点数上未定义操作的结果,例如将零除以零。(请注意,虽然非零数除以零在数学中通常也是未定义的,但它不会导致 NaN 而是正或负无穷大)。

于 2010-04-11T17:59:45.923 回答
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最小可运行示例

首先你要知道,NaN 的概念是直接在 CPU 硬件上实现的。

所有主要的现代 CPU 似乎都遵循指定浮点格式的IEEE 754 ,而作为特殊浮点值的 NaN 是该标准的一部分。

因此,这个概念在任何语言中都非常相似,包括直接向 CPU 发出浮点代码的 Java。

在继续之前,您可能需要先阅读我写的以下答案:

现在进行一些 Java 操作。大多数不在核心语言中的感兴趣的功能都存在于内部java.lang.Float

南.java

import java.lang.Float;
import java.lang.Math;

public class Nan {
    public static void main(String[] args) {
        // Generate some NaNs.
        float nan            = Float.NaN;
        float zero_div_zero  = 0.0f / 0.0f;
        float sqrt_negative  = (float)Math.sqrt(-1.0);
        float log_negative   = (float)Math.log(-1.0);
        float inf_minus_inf  = Float.POSITIVE_INFINITY - Float.POSITIVE_INFINITY;
        float inf_times_zero = Float.POSITIVE_INFINITY * 0.0f;
        float quiet_nan1     = Float.intBitsToFloat(0x7fc00001);
        float quiet_nan2     = Float.intBitsToFloat(0x7fc00002);
        float signaling_nan1 = Float.intBitsToFloat(0x7fa00001);
        float signaling_nan2 = Float.intBitsToFloat(0x7fa00002);
        float nan_minus      = -nan;

        // Generate some infinities.
        float positive_inf   = Float.POSITIVE_INFINITY;
        float negative_inf   = Float.NEGATIVE_INFINITY;
        float one_div_zero   = 1.0f / 0.0f;
        float log_zero       = (float)Math.log(0.0);

        // Double check that they are actually NaNs.
        assert  Float.isNaN(nan);
        assert  Float.isNaN(zero_div_zero);
        assert  Float.isNaN(sqrt_negative);
        assert  Float.isNaN(inf_minus_inf);
        assert  Float.isNaN(inf_times_zero);
        assert  Float.isNaN(quiet_nan1);
        assert  Float.isNaN(quiet_nan2);
        assert  Float.isNaN(signaling_nan1);
        assert  Float.isNaN(signaling_nan2);
        assert  Float.isNaN(nan_minus);
        assert  Float.isNaN(log_negative);

        // Double check that they are infinities.
        assert  Float.isInfinite(positive_inf);
        assert  Float.isInfinite(negative_inf);
        assert !Float.isNaN(positive_inf);
        assert !Float.isNaN(negative_inf);
        assert one_div_zero == positive_inf;
        assert log_zero == negative_inf;
            // Double check infinities.

        // See what they look like.
        System.out.printf("nan            0x%08x %f\n", Float.floatToRawIntBits(nan           ), nan           );
        System.out.printf("zero_div_zero  0x%08x %f\n", Float.floatToRawIntBits(zero_div_zero ), zero_div_zero );
        System.out.printf("sqrt_negative  0x%08x %f\n", Float.floatToRawIntBits(sqrt_negative ), sqrt_negative );
        System.out.printf("log_negative   0x%08x %f\n", Float.floatToRawIntBits(log_negative  ), log_negative  );
        System.out.printf("inf_minus_inf  0x%08x %f\n", Float.floatToRawIntBits(inf_minus_inf ), inf_minus_inf );
        System.out.printf("inf_times_zero 0x%08x %f\n", Float.floatToRawIntBits(inf_times_zero), inf_times_zero);
        System.out.printf("quiet_nan1     0x%08x %f\n", Float.floatToRawIntBits(quiet_nan1    ), quiet_nan1    );
        System.out.printf("quiet_nan2     0x%08x %f\n", Float.floatToRawIntBits(quiet_nan2    ), quiet_nan2    );
        System.out.printf("signaling_nan1 0x%08x %f\n", Float.floatToRawIntBits(signaling_nan1), signaling_nan1);
        System.out.printf("signaling_nan2 0x%08x %f\n", Float.floatToRawIntBits(signaling_nan2), signaling_nan2);
        System.out.printf("nan_minus      0x%08x %f\n", Float.floatToRawIntBits(nan_minus     ), nan_minus     );
        System.out.printf("positive_inf   0x%08x %f\n", Float.floatToRawIntBits(positive_inf  ), positive_inf  );
        System.out.printf("negative_inf   0x%08x %f\n", Float.floatToRawIntBits(negative_inf  ), negative_inf  );
        System.out.printf("one_div_zero   0x%08x %f\n", Float.floatToRawIntBits(one_div_zero  ), one_div_zero  );
        System.out.printf("log_zero       0x%08x %f\n", Float.floatToRawIntBits(log_zero      ), log_zero      );

        // NaN comparisons always fail.
        // Therefore, all tests that we will do afterwards will be just isNaN.
        assert !(1.0f < nan);
        assert !(1.0f == nan);
        assert !(1.0f > nan);
        assert !(nan == nan);

        // NaN propagate through most operations.
        assert Float.isNaN(nan + 1.0f);
        assert Float.isNaN(1.0f + nan);
        assert Float.isNaN(nan + nan);
        assert Float.isNaN(nan / 1.0f);
        assert Float.isNaN(1.0f / nan);
        assert Float.isNaN((float)Math.sqrt((double)nan));
    }
}

GitHub 上游.

运行:

javac Nan.java && java -ea Nan

输出:

nan            0x7fc00000 NaN
zero_div_zero  0x7fc00000 NaN
sqrt_negative  0xffc00000 NaN
log_negative   0xffc00000 NaN
inf_minus_inf  0x7fc00000 NaN
inf_times_zero 0x7fc00000 NaN
quiet_nan1     0x7fc00001 NaN
quiet_nan2     0x7fc00002 NaN
signaling_nan1 0x7fa00001 NaN
signaling_nan2 0x7fa00002 NaN
nan_minus      0xffc00000 NaN
positive_inf   0x7f800000 Infinity
negative_inf   0xff800000 -Infinity
one_div_zero   0x7f800000 Infinity
log_zero       0xff800000 -Infinity

因此,我们从中学到了一些东西:

  • 没有任何合理结果的奇怪浮动操作会给出 NaN:

    • 0.0f / 0.0f
    • sqrt(-1.0f)
    • log(-1.0f)

    生成一个NaN.

    在 C 中,实际上可以请求在此类操作上引发信号以feenableexcept检测它们,但我认为它不会在 Java 中公开:Why does integer division by zero 1/0 give error but floating point 1/0.0返回“Inf”?

  • 奇怪的操作在正无穷或负无穷的极限上,但确实给出了 +- 无穷大而不是 NaN

    • 1.0f / 0.0f
    • log(0.0f)

    0.0几乎属于这一类,但问题可能是它可以达到正无穷大或负无穷大,所以它被保留为 NaN。

  • 如果 NaN 是浮点运算的输入,则输出也往往是 NaN

  • 0x7fc00000NaN , 0x7fc00001,有几个可能的值0x7fc00002,尽管 x86_64 似乎只生成0x7fc00000.

  • NaN 和无穷大具有相似的二进制表示。

    让我们分解其中的几个:

    nan          = 0x7fc00000 = 0 11111111 10000000000000000000000
    positive_inf = 0x7f800000 = 0 11111111 00000000000000000000000
    negative_inf = 0xff800000 = 1 11111111 00000000000000000000000
                                | |        |
                                | |        mantissa
                                | exponent
                                |
                                sign
    

    由此我们确认了 IEEE754 的规定:

    • NaN 和无穷大都有指数 == 255(全为)
    • 无穷大有尾数 == 0。因此只有两种可能的无穷大:+ 和 -,由符号位区分
    • NaN 有尾数!= 0。因此有几种可能性,除了尾数 == 0 是无穷大
  • NaN 可以是正数或负数(最高位),尽管这对正常操作没有影响

在 Ubuntu 18.10 amd64、OpenJDK 1.8.0_191 中测试。

于 2019-04-14T08:07:33.880 回答
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NaN意思是“不是数字”。这是一个特殊的浮点值,表示操作的结果未定义或无法表示为实数。

有关此值的更多说明,请参见此处

于 2010-04-11T17:59:57.723 回答
5

NaN 代表非数字。它用于表示数学上未定义的任何值。就像将 0.0 除以 0.0。您可以在这里查看更多信息:https ://web.archive.org/web/20120819091816/http://www.concentric.net/~ttwang/tech/javafloat.htm

如果您需要更多帮助,请在此处发布您的程序。

于 2010-04-11T18:01:32.620 回答
4

NaN = 不是数字。

于 2010-04-11T17:59:28.387 回答
4

表示不是数字。它是许多编程语言中不可能数值的常见表示。

于 2010-04-11T18:04:50.723 回答
3

不是 Java 人,但在 JS 和其他语言中,我使用它是“非数字”,这意味着某些操作导致它成为无效数字。

于 2010-04-11T17:59:20.803 回答
3

它的字面意思是“不是一个数字”。我怀疑您的转换过程有问题。

查看此参考资料中的 Not A Number 部分

于 2010-04-11T17:59:28.853 回答
3

不是一个有效的浮点值(例如除以零的结果)

http://en.wikipedia.org/wiki/NaN

于 2010-04-11T17:59:40.803 回答