为什么Math.ceil返回一个double类型的值？

Question

当我调用Math.ceil(5.2)时，返回的是double类型的6.0。我的自然倾向是认为Math.ceil(double a)会返回一个long类型的值。但从文档上看：

ceil(double a)

返回不小于参数的最小（接近负无穷大）double值，且等于某个数学整数。

为什么返回一个double而不是long呢？即使结果是整数？我认为理解其背后的原因可能有助于我更好地理解Java。同时也可能有助于我弄清楚是否将其转换为long类型会出现问题，例如：

long b = (long)Math.ceil(a);

是否总是得到我所期望的结果？我担心会有一些边界情况出现问题。

- PengOne

---

请查看此链接：https://dev59.com/C3A75IYBdhLWcg3wOWRd - starblue

Answer 1

double类型的范围比long类型大。例如：

double x = Long.MAX_VALUE;
x = x * 1000;
x = Math.ceil(x);

如果 Math.ceil 返回 long，那么你会预期最后一行代码会做什么？

请注意，在非常大的值（正数或负数）的情况下，数字分布得非常稀疏 - 因此，比整数 x 大的下一个整数将不会是 x + 1，如果你能明白我的意思。

- Jon Skeet

---

我猜在你的最后一句话中，你谈论的是精度损失，但我认为这并不取决于数字有多大，而是取决于它的有效数字位数（以二进制表示）。我会尝试找一个例子。 - aalku

@user270349：随着值的增大，连续双精度值之间的绝对差变得更大。表示的有效数字数量保持不变（除了次正常数）。 - Jon Skeet

2^60 可以表示为双精度浮点数，而 2^60 (+/-) 1 则不能。 - aalku

你是对的。如果指数很大，那么尾数增加一意味着一个更大的数字，这是显而易见的。 - aalku

那么为什么round返回一个long呢？ - Zoltán

Zoltán，没错。Math.round返回long与上述推理不一致。 - Tim Harper

Answer 2

一个双精度浮点数（double）可能比 Long.MAX_VALUE 还要大。如果你在这样的值上调用 Math.ceil() 方法，你期望会返回相同的值。然而，如果它返回一个长整型（long），那么这个值就不正确了。

- Peter Lawrey

---

double类型的值如果大于Long.MAX_VALUE可能无法准确表示，因此ceil(big_double)的double结果将不会是big_double + 1。因此仍然是不正确的... - Ciprian Tomoiagă

@CiprianTomoiaga，你说得对，它不会是big_double +1，因为这将是big_double。任何太大而无法表示为“long”的值都没有小数部分。 - Peter Lawrey