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?
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。
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)。
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));
}
}
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
0x7fc00000
NaN , 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 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。
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。
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。
NaN = 不是数字。
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。
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。
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。
不是一个有效的浮点值(例如除以零的结果)