Java 中檢查 double 是否為整數

1. 概述

處理數值資料通常需要精確處理。當我們需要檢查double是否實際上是一個數學整數時，就會出現一個常見的情況。

在本教程中，我們將探索可用於執行此檢查的各種技術，以確保我們的數值評估的準確性和靈活性。

2.問題介紹

首先，眾所周知， double是一種浮點資料類型，可以表示小數值，並且具有比 Java int或Integer更廣泛的範圍.另一方面，數學整數是不能儲存小數值的整數資料型別。

當小數點後的值可以忽略或不存在時， double精度數可以被視為表示數字整數。這表示**double保存的是沒有任何小數部分的整數**。例如， 42.0D實際上是一個整數 ( 42 )。然而， 42.42D則不然。

在本教程中，我們將學習幾種檢查double數是否為數學整數的方法。

3. 特殊的`Double`精度值： `NaN`和 Infinity

在我們深入檢查double是否為整數之前，我們先來看看一些特殊的 double 值： Double.POSITIVE_INFINITY, Double.NEGATIVE_INFINITY,和Double.NaN.

Double.NaN表示該數值「不是數字」。因此，它也不是整數。

另一方面， Double.POSITIVE_INFINITY和Double.NEGATIVE_INFINITY都不是傳統意義上的具體數字。它們代表無窮大，這是一個特殊值，表示數學運算的結果超出了雙精度浮點數的最大可表示有限值。因此，這兩個無窮大值也不是整數。

此外， Double類別也提供isNan()和isInfinite()方法來判斷Double物件是 NaN 還是無限。因此，在檢查double是否為整數之前，我們可以先執行這些特殊值檢查。

為簡單起見，我們創建一個方法來執行此任務，以便可以在我們的程式碼範例中重複使用它：

boolean notNaNOrInfinity(double d) {
 return !(Double.isNaN(d) || Double.isInfinite(d));
 }

4. 將`double`轉換為`int`

要確定double是否為整數，最直接的想法可能是先將double轉換為int ，然後將轉換後的int與原始**double** .如果它們的值相等， double是整數。

接下來，我們來實作並測試這個想法：

double d1 = 42.0D;
 boolean d1IsInteger = notNaNOrInfinity(d1) && (int) d1 == d1;
 assertTrue(d1IsInteger);

 double d2 = 42.42D;
 boolean d2IsInteger = notNaNOrInfinity(d2) && (int) d2 == d2;
 assertFalse(d2IsInteger);

如測試所示，這種方法可以完成任務。

然而，正如我們所知，Java 中**ouble'範圍比int更寬**。因此，讓我們寫一個測試來檢查如果double超出int範圍會發生什麼：

double d3 = 2.0D * Integer.MAX_VALUE;
 boolean d3IsInteger = notNaNOrInfinity(d3) && (int) d3 == d3;
 assertTrue(!d3IsInteger); // <-- fails if exceeding Integer's range

在此測試中，我們將2.0D * Integer.MAX_VALUE指派給double d3.顯然，這個值是一個數學整數，但超出了Java的整數範圍。因此，事實證明，如果給定的double超出了 Java 整數的範圍，這種方法將不起作用。

接下來，讓我們來探索解決double超出整數範圍的情況的替代解決方案。

5. 使用模運算子“ `%` ”

我們已經提到過，如果double是整數，則它沒有小數部分。因此，我們可以測試double是否能被1整除。為此，我們可以使用模運算子：

double d1 = 42.0D;
 boolean d1IsInteger = notNaNOrInfinity(d1) && (d1 % 1) == 0;
 assertTrue(d1IsInteger);

 double d2 = 42.42D;
 boolean d2IsInteger = notNaNOrInfinity(d2) && (d2 % 1) == 0;
 assertFalse(d2IsInteger);

 double d3 = 2.0D * Integer.MAX_VALUE;
 boolean d3IsInteger = notNaNOrInfinity(d3) && (d3 % 1) == 0;
 assertTrue(d3IsInteger);

如測試所示，即使double數超出整數範圍，此方法也有效。

6. `double`

標準Math類別提供了一系列舍入方法：

ceil() – 例： ceil(42.0001) = 43; ceil(42.999) = 43
floor() – 例： floor(42.0001) = 42; floor(42.9999) = 42
round() – 範例： round(42.4) = 42; round(42.5) = 43
rint() – 例： rint(42.4) = 42; rint(42.5) = 43

我們不會詳細介紹清單中的Math舍入方法。所有這些方法都有一個共同的特徵：它們將提供的double舍入為接近的數學整數。

**如果double表示數學整數，則將其傳遞給上面列表中的任何舍入方法後，結果必須等於輸入double,**例如：

ceil(42.0) = 42
floor(42.0) = 42
round(42.0) = 42
rint(42.0) = 42

因此，我們可以使用任何舍入方法來執行檢查。

接下來，我們以Math.floor()為例來示範這是如何完成的：

double d1 = 42.0D;
 boolean d1IsInteger = notNaNOrInfinity(d1) && Math.floor(d1) == d1;
 assertTrue(d1IsInteger);

 double d2 = 42.42D;
 boolean d2IsInteger = notNaNOrInfinity(d2) && Math.floor(d2) == d2;
 assertFalse(d2IsInteger);

 double d3 = 2.0D * Integer.MAX_VALUE;
 boolean d3IsInteger = notNaNOrInfinity(d3) && Math.floor(d3) == d3;
 assertTrue(d3IsInteger);

測試結果表明，即使double超出整數範圍，該解決方案仍然有效。

當然，如果我們願意，我們可以用ceil(), round(),或rint().來取代floor()方法。

7. 使用番石榴

Guava 是一個廣泛使用的常用實用程式開源程式庫。 Guava 的DoubleMath類別提供了isMathematicalInteger()方法。方法名稱暗示這正是我們正在尋找的解決方案。

要包含 Guava，我們需要將其依賴項新增到pom.xml中：

<dependency> <groupId>com.google.guava</groupId> <artifactId>guava</artifactId> <version>32.1.3-jre</version> </dependency>

最新版本資訊可以在Maven Repository上找到。

接下來，讓我們寫一個測試來驗證DoubleMath.isMathematicalInteger()是否如預期般運作：

double d1 = 42.0D;
 boolean d1IsInteger = DoubleMath.isMathematicalInteger(d1);
 assertTrue(d1IsInteger);

 double d2 = 42.42D;
 boolean d2IsInteger = DoubleMath.isMathematicalInteger(d2);
 assertFalse(d2IsInteger);

 double d3 = 2.0D * Integer.MAX_VALUE;
 boolean d3IsInteger = DoubleMath.isMathematicalInteger(d3);
 assertTrue(d3IsInteger);

測試結果表明，無論輸入的double是在 Java 整數範圍之內還是之外，該方法都能始終產生預期結果。

敏銳的眼睛可能已經注意到，我們在上面的測試中沒有調用notNaNOrInfinity()進行NaN和無窮大檢查。這是因為**DoubleMath.isMathematicalInteger()方法也處理NaN和無窮大：**

boolean isInfinityInt = DoubleMath.isMathematicalInteger(Double.POSITIVE_INFINITY);
 assertFalse(isInfinityInt);

 boolean isNanInt = DoubleMath.isMathematicalInteger(Double.NaN);
 assertFalse(isNanInt);

八、結論

在本文中，我們首先討論了「 double代表數學整數」的意思。然後，我們探索了不同的方法來檢查double精度數是否確實符合數學整數的條件。

雖然將double直接轉換為int （即theDouble == (int) theDouble ）看起來可能很直觀，但其限制在於無法處理theDouble超出 Java 整數範圍的情況。

為了解決這個限制，我們研究了取模和舍入方法，它們可以正確處理值超出整數範圍的double 。此外，我們也示範了 Guava 中的DoubleMath.isMathematicalInteger()方法，作為我們問題的附加、穩健的解決方案。

與往常一樣，範例的完整原始程式碼可在 GitHub 上取得。

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Java 中檢查 double 是否為整數

1. 概述

2.問題介紹

3. 特殊的Double精度值： NaN和 Infinity

4. 將double轉換為int

5. 使用模運算子“ % ”

6. double