Java - 物理计算使用哪种数据类型？

Question

我正在尝试用Java创建一个物理计算程序。因此，我使用了一些公式，但它们总是返回错误的值。我将它们分解并发现：（到目前为止，我使用了long。）

8 * 830584000 = -1945262592

这显然是错误的。公式中涉及到分数和非常大的数字，例如6.095E23和4.218E-10。

那么，哪种数据类型最适合获得正确的结果呢？

- Kinaeh

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或许是 BigDecimal？ - Scary Wombat

你的问题并没有提供足够的信息。除了 double 和 BigDecimal 外，还应该看一下 long 和 BigInteger。 - C-Otto

除了信息不足之外，当我在Java中进行乘法运算（使用long）时，我得到的结果是：6644672000。 - Stultuske

你的乘法示例适用于“long”。看起来你仍在使用ints？对于有理数，请检查“Spire”或任何其他“数字数据类型”库。 - mgaert

你的常量是 int 字面量，而不是 long，所以计算会溢出。（即使你稍后将其分配给 long 变量；伤害已经造成。）如果你尝试 8L * 830584000L，你将得到正确的输出：6644672000。 - Ted Hopp

Answer 1

除非你有非常充分的理由，否则在物理计算中使用double是最佳选择。它已经足够用于电影《星际穿越》中的虫洞建模，因此，我敢说，对于你来说可能也足够好了。请注意，它仅提供约15个十进制有效数字的精度作为大致指南。

但是您需要帮助Java编译器：

在表达式中写入8.0 * 830584000以便以double精度进行评估。8.0是一个double文字，并导致其他参数被提升为类似类型。

目前，您正在使用整数算术，并观察到环绕效应。

参考：https://docs.oracle.com/cd/E19957-01/806-3568/ncg_goldberg.html

- Bathsheba

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BigDecimal仍然是更好的选择。 - daniu

我之前尝试使用double，但结果也不正确，但是使用'X.0'这个方法却可以正常工作。 - Kinaeh

@Kinaeh 如果你做得正确，长时间的方式也完全可行。 - Stultuske

@Kinaeh：确实，8 * int 是一个 int 类型。你将其分配给 long 并不重要：从概念上讲，这发生在之后。 - Bathsheba

@Kinaeh：请原谅我，但我忍不住要说。在我看来，C++是物理计算中远远优秀的语言，其次是Fortran。如果你的前端需要使用Java，我会认真考虑用Java进行演示，并使用JNI将计算部分链接到C++（甚至是C）上。 - Bathsheba

Answer 2

如果您需要对大数进行完美的精度控制，BigDecimal 是首选，但这会以性能为代价。如果您知道您的数字不是那么大，您可以使用 long 来替代，这应该更快，但其范围更加有限，且需要从十进制数转换为整数。

- Andreas Hartmann

Answer 3

由于物理计算涉及大量的浮点运算，因此在这种计算中使用浮点数据类型可能是一个不错的选择。希望这能有所帮助。:)

- Vaibhav Kumar