1 подписчик

Типы данных с плавающей точкой: float и double — введение в Java 003

6 мая 20236 мая 2023

5 мин

Оглавление

Числа с плавающей точкой
Float
Double

Числа с плавающей точкой

Для хранения дробных чисел в Java используют float и double. Правильное название — простые (примитивные) типы данных с плавающей точкой. Примитивные типы данных — byte, short, int, long, которые являются целыми числами, — мы рассматривали - здесь.

Float

Давайте сразу рассмотрим практический пример:

public class TestFloat {
public static void main(String[] args) {
float a = 3.5f;
float b = 4.5F;
float c = (float) 5.5;
float d = a + b + c;
System.out.println("a+b+c: " + d);
}
}

Здесь использованы три способа объявления переменных типа float. Самое важное при работе с ними — избавится от “запятых”. Java — американский язык программирования, и в американской математике дробь отделяется точкой.

Double

Давайте отдельно рассмотрим пример деления с целыми и дробными числами. Сначала целые числа:

public class IntDiv {
public static void main(String[] args) {
int a, b, c;
a = 1;
b = 10;
c = a / b;
System.out.println(c);
}
}

При делении единицы на десять мы получаем ноль целых и, при использовании типа данных int, после и… больше ничего не будет. Деление единицы на десять даёт ноль.

- Сколько айфонов ценой в 1000€ я могу купить за 10€?
- Ноль. За 10€ я куплю ноль айфонов. И за 999€ я куплю ровно ноль айфонов.

Результат деления целых чисел (тип данных int) округляется до меньшего целого числа.

public class IntDiv {
public static void main(String[] args) {
double a, b, c;
a = 1;
b = 10;
c = a / b;
System.out.println(c);
}
}

Но, если мы при инициализации переменных изменим их тип на double, то получим привычное нам 0.1.

Представьте, что вы купили десять метров ткани, и на костюм вам надо 7 метров. Сколько костюмов вы сошьёте из 10 метров? Один или полтора? В некоторых случаях нам абсолютно не нужны дробные (с плавающей точкой) числа, а в некоторых — целые.

На простейшем примере можно увидеть работу double ещё раз:

public class HalloDouble {
public static void main(String[] args) {
final double PI = 3.14;
// final - используется для "финализации" переменной,
// теперь переменной PI нельзя присвоить другое значение.
double r = 5.5;
double k = r * r;
double s = PI * r * r;
System.out.println(k);
// промежуточный результат
System.out.println(s);
}
}

Экспоненциальная запись

Экспоненциальная запись — представление действительных чисел в виде мантиссы (дробной части логарифма числа) и порядка. Удобна при представлении очень больших и очень малых чисел, а также для унификации их написания.

1_000_000 - один миллион: 1,0Е+6 соответствует один умножить на десять в шестой степени.

Что использовать нам в программе? Float или double #

У меня два ответа на этот вопрос.

Вариант один. Пока вы учитесь, используйте double. Он проще не требует буковок после цифры или дополнительного кастинга.

Вариант два. Производительность программы с float ровно в два раза выше, чем с double. Если вам важно делать свой код изящнее, то вы всегда должны понимать, какие типы данных уместнее использовать.

Давайте попробуем сделать программу, которая считает степень двойки.

public class HalloDouble2 {
public static void main(String[] args) {
double a = 2;
double b = 30;
double c = Math.pow(a, b);
System.out.println(c);
// Выводит на экран 1.073741824E9
}
}

Достаточно интересный вопрос: что происходит при пересечении разных типов данных? Что произойдёт, если тип переменных int встретится с double? Я подготовил программу без единой строчки комментария. Попробуйте предугадать то, что Java выведет на экран.

public class IntToDouble {
public static void main(String[] args) {

int var1 = 5;
int var2 = 2;
int var3 = var1 / var2;

double var4 = 5.0;
double var5 = 2.0;
double var6 = var4 / var5;
double var7 = var1 / var2;

double var25 = var1 / var4;

System.out.println("Int Var3 = " + var3);
System.out.println("double Var6 = " + var6);
System.out.println("double Var7 = " + var7);
System.out.println("double Var25 = " + var25);

int var11 = (int) (var1 / var4);

System.out.println("Int Var11 = "+ var11);
System.out.println("Магия " + 5.0/var2);
}
}

Результат работы IntToDouble:

Int Var3 = 2
double Var6 = 2.5
double Var7 = 2.0
double Var25 = 1.0
Int Var11 = 1
Магия = 2.5

Результат работы подтверждает, что int находится в пределах double и легко может использоваться в расчётах, где результатом будет число типа double. К сожалению, обратное невозможно. Мы должны преобразовать тип данных — произвести Casting. Пример кастования из нашего IntToDouble: int var11 = (int) (var1 / var4), где int в скобках — и есть преобразование.

Помимо вычисления степени числа, математическая библиотека Java (Math) предлагает нам метод, который генерирует случайное число. Дотошный разработчик скажет, что это не случайное число, а псевдослучайное, но на нашем уровне обучения псевдослучайности достаточно для работы в Java.

Давайте, в качестве примера, сгенерируем число от 30 до 100:

public static void main(String[] args) {
int min = 30;
int max = 100;
int result = (int) (Math.random() * (max - min + 1) + min);
System.out.println(result);
}

Метод Math.random() представляет результат в виде дробных чисел типа double. Нам нужны целые числа, поэтому мы “кастуем” результат в нужный тип данных.

Метод Math.random() генерирует дробные числа между 0 и 1. Поэтому мы с помощью арифметики приводим случайное число между нулём и единицой в случайное число между 30 и 100. Попробуйте получить число между 1 и 50. Поэкспериментируйте с этим методом. Он нам понадобится не один раз.

Метод Math.random() является одним из многих подготовленных для вас методов, которые часто требуются при программировании. Возведение в степень, число PI, логарифмы и многое другое. Вы можете ознакомиться с официальной документацией к библиотеке Math — здесь

Остался, может быть, вопрос, что использовать? Если нет особой надобности в учебных целях или для скорости разработки — используйте double и int. Остальные типы данных требуют более бережного отношения и внимания.

Домашнее задание

Написать программу для вычисления площади круга.
Найти длину окружности.
Написать формулу вычисления стоимости Евро, если курс Евро к Доллару 1,1.
Найти соотношение площади Беларуси к площади Украины.
Найти, во сколько раз площадь Москвы больше площади Берлина.
Если клиент положил в банк 1000€ под 3,5%, какая сумма будет его ждать через семь лет?