在Java中将非常大的BigIntegers打印到文件中

Question

在Java中将非常大的BigIntegers打印到文件中

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我正在尝试将一个非常大的BigInteger打印到一个.txt文件中，但是当数字达到一定大小时，它不会打印任何东西。代码：

BigInteger bi = new BigInteger("16777216");
int exponent = 1000000;
bi = bi.pow(exponent);

String txtToPrint = bi.toString();
sendToFile(txtToPrint, "output.txt");

private static void sendToFile(String txtToPrint, String fileName) {

        try {

            FileWriter fileWriter = new FileWriter(fileName);
            BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(fileWriter);
            bufferedWriter.write(txtToPrint);

            bufferedWriter.close();
        }
        catch(IOException e) {
            System.out.println("Error writing to file '" + fileName + "'");
        }

}

每当指数大于566时，输出文件为空，而不是包含数字。目标是具有1000000甚至更大的指数。

我认为BigInteger没有大小限制，那么我的问题是：我超出了什么限制，是否有解决此问题的方法？

编辑：尝试刷新和关闭filewriter时，我得到了这个异常：

java.io.IOException: Stream closed
at sun.nio.cs.StreamEncoder.ensureOpen(Unknown Source)
at sun.nio.cs.StreamEncoder.flush(Unknown Source)
at java.io.OutputStreamWriter.flush(Unknown Source)
at PrintInt.main(PrintInt.java:4

编辑：该问题仅在Eclipse中运行程序时出现，我尝试将其导出为外部jar文件，一切都正常。我使用的是Eclipse Mars.1 Release（4.5.1）和Java jre1.8.0_131以及Cp1252编码。

- Rudy

顺便说一句：我认为BigInteger没有大小限制，但是数组的大小是有限制的，所以最多只能存储Integer.MAX_VALUE（减去某个值）位数字。但是使用那个指数，你应该没问题... - AxelH

我测试了你的代码，我的文件是正确的。7056KB... - AxelH

@AxelH，你有任何想法为什么它对你有效，而对我无效吗？ - Rudy

我在这里指向BufferWriter... - AxelH

4个回答

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在Java 8中，BigInteger的javadoc添加了一些信息，提供了最小支持范围和当前实现的实际限制：

BigInteger must support values in the range -2Integer.MAX_VALUE (exclusive) to +2Integer.MAX_VALUE (exclusive) and may support values outside of that range.

实现注意事项: 当结果超出支持范围-2Integer.MAX_VALUE（不包括）至+2Integer.MAX_VALUE（不包括）时，BigInteger构造函数和操作会抛出ArithmeticException异常。

- G2M

没错，但这里的问题不在于此，这里的值并不是很大。BigInteger 已经正确计算了。 - AxelH

1

谢谢您的回复。但是，抛出的异常会被打印出来吗？在我运行程序时并没有打印出任何错误信息。 - Rudy

@Rudy 我的想法是，也许实际字符串大小是问题所在。有人在下面提到过，但是如果你的堆大小的一半不足以容纳每个字符的2个字节，那么是否有可能是限制因素呢？如果是这样，就不会有异常和输出了。 - G2M

字符串 "only" 的长度为7224720个字符。你还有一些空间。堆空间可能会有，但这会抛出一个错误... - AxelH

@G2M 我认为堆大小可能是问题所在，因为该问题发生在指数低至600时。 - Rudy

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我认为，字符串大小可能是限制因素。

你应该能够获得长度为Integer.MAX_VALUE的字符串（Java规范始终为2147483647（231-1），这是数组的最大大小，String类用于内部存储），或者是您最大堆大小的一半（因为每个字符占两个字节），以较小者为准。

- user8836907

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当我们需要使用任意精度的非常大的数字时，就会用到它。需要注意的是，“任意”精度或数字位数并不意味着“无限制”：它意味着数字中的位数或计算中的精度位数受内存和/或我们指定的精度限制所限制。

- SalmaSulthan

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可以查看英文原文，
原文链接

- AxelH · Accepted Answer

我这里大部分都是猜测。我猜测问题来自于 BufferWriter。

我们可以尝试更直接的方法，使用 Outputstream 并且使用资源关闭所有内容。

File f = new File(fileName);
try (
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(f);
        OutputStreamWriter os = new OutputStreamWriter(fos);
        Writer out = new BufferedWriter(os) 
){
    out.write(txtToPrint);
} catch(IOException e) {
    System.out.println("Error writing to file '" + fileName + "'");
}

我曾经遇到过一些操作系统同步问题，但文件从未丢失数据，数据只是稍有延迟地被复制...但为什么不在write之后等待操作系统验证数据是否已刷新到文件中（而不是在操作系统缓存中）呢？

out.flush(); //flush the stream
fos.getFD().sync(); //sync with the OS