为什么Java会在这种情况下将double类型转换为float类型？

Question

今天，我定义了两个浮点变量f1和f2。然后我执行加法“+”算术运算并分配给浮点变量f。

float f1 = 0.5048076923076923F;
float f2 = 0.5048076923076923F;
float f = f1 + f2;

这是输出：

根据这张图，算术运算中的所有浮点值（float 和 double）（ +, -, *, /) 转换为 double 类型： 图片来源：http://www.mathcs.emory.edu/~cheung/Courses/170/Syllabus/04/mixed.html

我发现了一个相同的问题，但没有解释原因。为什么eclipse没有任何问题提示？难道是"f1 + f2"的值是float类型的原因吗？而且，如果像上图所说的那样，为什么Java会自动将double类型转换为float类型？

PS：英语不是我的母语，如果这个问题有语法问题，请原谅我。谢谢。 :)

Answer 1

您似乎在说下面有到float 的转换。

float f1 = 0.5048076923076923F;
float f2 = 0.5048076923076923F;
float f = f1 + f2;

其实没有转换。值都是float。

特别是，文字0.5048076923076923F 是float。尾随 F 使其成为 float。如果您想要一个双字面值，请不要使用 F 或将其替换为 D。

当您的老师说“所有浮点值都转换为double”时，他错了。 JLS 说（实际上）当另一个操作数是 double 时，数字原始操作数将被转换为 double。如果两个操作数都是float，则该操作将使用单精度浮点运算来执行。

JLS 引用是JLS 5.6.2: Binary Numeric Promotion。

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已经指出，硬件级别可能会发生额外的转换。例如，JLS 是这样说的：

在非 FP 严格的表达式中，允许实现使用扩展指数范围来表示中间结果；粗略地说，最终效果是，在独占使用浮点值集或双精度值集可能导致上溢或下溢的情况下，计算可能会产生“正确答案”。

但是：

• 仅当表达式不是strictfp 时才允许这样做。
• 这些不是 JLS 在 JLS 5.6.2 中谈到的“转换”。
• 这仍然与 OP 老师所说的相矛盾。他（或她）声明 all 浮点计算是使用double 完成的。 JLS 声明在某些情况下，硬件平台可能使用扩展精度算术（可能比 64 位浮点精度更高），而在其他情况下千万不要这样做。

Answer 2

你的老师说的不对，请指教section 5.6.2 of the Java Language Specification，上面写着：

• 加宽原语转换（第 5.1.2 节）适用于转换以下规则中指定的一个或两个操作数：

  • 如果任一操作数是 double 类型，则另一个将转换为 double。

  • 否则，如果任一操作数为浮点类型，则将另一个转换为浮点类型。

  • 否则，如果其中一个操作数是 long 类型，则将另一个转换为 long。

  • 否则，两个操作数都转换为 int 类型。

如您所见，浮点数仅在另一个操作数是双精度数时才转换为双精度数，并非在所有情况下都如您的教学大纲错误地指出的那样。

也就是说，两个浮点数的和是一个浮点数，但是一个浮点数和一个双精度数的和是一个双精度数。

PS：不，Java 永远不会将双精度浮点数转换为浮点数，除非您明确要求，如：

float f = (float) Math.PI;

Answer 3

对于浮点值，JVM 使用如下指令：

'+' : fadd : 弹出两个浮点数，将它们相加，然后推送浮点结果
'-' : fsub : 弹出两个浮点数，减去它们并推送浮点数结果

类似地，还有为其他运算符设置的其他指令，如 * 和 / 等。

因此，根据 JVM 实现的观点，float + float 将导致浮动。
但是 float + double 会导致加倍。

有关更多信息，您可以阅读第 14 章。浮点运算 《Inside Java Virtual Machine》一书的内容

Answer 4

其他答案缺少的是硬件级别。浮点处理器通常将所有运算转换为双精度（或四进制），然后以要求的精度返回结果。 Java 规范可能无法识别转换，但如果它使用浮点硬件，那么就会发生转换。