java for-loop问题

Question

我正在制作一个Java程序来计算Simpson的积分规则。 这是我的代码。 注意count == 4,9,10,11的输出值中的第二列数字。 它们不是我需要的数字，它们不遵循这种模式。 我需要这些数字是准确的。 发生了什么，我该如何解决？

public static void main(String[] args) 
{
   double totalS = 0.0;
   int count = 0;

   for(double i=0; i< 4; i += 0.4 )
   {
          count++;
          totalS += Sfunction(i, count);
          System.out.println(count + " " + i + " " + totalS);
   }
}

public static double Sfunction(double f1, int count)
{
    double value;

    if (f1 == 0.0 || f1 == 4.0)
        value = Math.cos(Math.sqrt(f1));
    else if ((count % 2) == 1)
        value = 2 * Math.cos(Math.sqrt(f1));
    else
        value = 4 * Math.cos(Math.sqrt(f1));

    return value;
}

我得到的输出：

1    0.0    1.0 
2    0.4    4.226313639540303
3    0.8    5.478244888601832
4    1.2000000000000002    7.30884788480188
5    1.6    7.911122809972827
6    2.0    8.534897589034324
7    2.4    8.578100205110182
8    2.8    8.168723348285942
9    3.1999999999999997    7.736055200662704
10   3.5999999999999996    6.452869366954546
11   3.9999999999999996    5.620575693860261

Answer 1

每次绕过循环，你都会在0.4到i的不精确加法中混合错误。

相反，使用循环计数器的整数值，并对其进行缩放以获得更好的近似值：

    for ( int count = 0; count < 10; ++count ) {
        final double i = 0.4 * count;
        System.out.println ( ( count + 1 ) + " " + i );
    }

这不会消除浮点错误，但这意味着它不会在每次迭代时增加。 要从输出中删除错误，请将输出格式化为合理的小数位数：

    for ( int count = 0; count < 10; ++count ) {
        final double i = 0.4 * count;
        System.out.printf ( "%2d %.1f\n", ( count + 1 ), i );
    }

Answer 2

这是一个经典的浮点问题。 如果您需要小数精度，则应使用BigDecimal

Answer 3

这是浮点数在计算机中的工作方式 。

您可以围绕显示，但下面的表示不会更改。 使用java.text.DecimalNumberFormat舍入到两个小数位。

Answer 4

您所看到的是浮点精度错误的结果，数字不会像您可能想到的那样存储。 您可以将答案舍入到小数点后1位以消除错误...但这只是在java中存储双打的结果。

Answer 5

这里有一些关于这个主题的好读物： 为什么浮点上的简单数学运算会在VB.Net和Python中返回意外（不准确）的结果？

Answer 6

您的问题是您使用的浮点运算只能近似值，但假设您具有无限精度。 你不应该用浮点数做这样的等式测试：

 if (f1 == 0.0 || f1 == 4.0)

任何具有浮点数的相等测试都是代码气味。 使用浮点数时，应始终检查它是否在某个范围内，例如在3.9999到4.0001范围内。

在这个具体的例子中，您还可以轻松地使用另一个名为count参数，它是一个int。 你可以用它进行相等的测试。 也许你可以测试一下。

Answer 7

尝试只用一个十进制数字打印它们：

System.out.printf("%.1f", Math.E); // prints 2.7
System.out.printf("%.2f", Math.E); // prints 2.72
System.out.printf("%.3f", Math.E); // prints 2.718

甚至尝试为您的数字运算方法指定关键字strictfp

Answer 8

从您的循环条件看，您似乎根本不需要处理第11行。 我建议您使用整数循环索引并使用它来计算传递给Sfunction的值。 以下应该与您现在拥有的相同（除了它排除了第11行）。

double totalS = 0.0;

for( int i = 1; i <= 10; i++ )
{
    double f1 = 0.4 * (i - 1);
    totalS += Sfunction(f1, i);
    System.out.println(i + " " + f1 + " " + totalS);
}

您可以使用DecimalFormat解决打印精度问题，如其他答案所示。