Java 中有 frexp 的等价物吗？

Question

Java 中是否有一个相当于 C/C++ 函数的函数 频率？如果你不熟悉，frexp 是 由维基百科定义 “将浮点数分解为尾数和指数。”

我正在寻找一种兼具速度和准确性的实现，但如果我只能选择一个，我宁愿拥有准确性。

这是第一个参考中的代码示例。它应该使 frexp 合约更加清晰一些：

/* frexp example */
#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main ()
{
  double param, result;
  int n;

  param = 8.0;
  result = frexp (param , &n);
  printf ("%lf * 2^%d = %f\n", result, n, param);
  return 0;
}

/* Will produce: 0.500000 * 2^4 = 8.000000 */

Answer 1

这个怎么样？

public static class FRexpResult
{
   public int exponent = 0;
   public double mantissa = 0.;
}

public static FRexpResult frexp(double value)
{
   final FRexpResult result = new FRexpResult();
   long bits = Double.doubleToLongBits(value);
   double realMant = 1.;

   // Test for NaN, infinity, and zero.
   if (Double.isNaN(value) || 
       value + value == value || 
       Double.isInfinite(value))
   {
      result.exponent = 0;
      result.mantissa = value;
   }
   else
   {

      boolean neg = (bits < 0);
      int exponent = (int)((bits >> 52) & 0x7ffL);
      long mantissa = bits & 0xfffffffffffffL;

      if(exponent == 0)
      {
         exponent++;
      }
      else
      {
         mantissa = mantissa | (1L<<52);
      }

      // bias the exponent - actually biased by 1023.
      // we are treating the mantissa as m.0 instead of 0.m
      //  so subtract another 52.
      exponent -= 1075;
      realMant = mantissa;

      // normalize
      while(realMant > 1.0) 
      {
         mantissa >>= 1;
         realMant /= 2.;
         exponent++;
      }

      if(neg)
      {
         realMant = realMant * -1;
      }

      result.exponent = exponent;
      result.mantissa = realMant;
   }
   return result;
}

这是“受到启发”的，或者实际上几乎是从一个 回答 类似的 C# 问题。它与位一起工作，然后使尾数成为 1.0 和 0.0 之间的数字。

Answer 2

请参阅Float.floatToIntBits和Double.doubleToLongBits。你还需要一个小的附加逻辑来解码IEEE 754浮点。

Answer 3

这不会做你想做的。

public class Test {
  public class FRex {

    public FRexPHolder frexp (double value) {
      FRexPHolder ret = new FRexPHolder();

      ret.exponent = 0;
      ret.mantissa = 0;

      if (value == 0.0 || value == -0.0) {
        return ret;
      }

      if (Double.isNaN(value)) {
        ret.mantissa = Double.NaN;
        ret.exponent = -1;
        return ret;
      }

      if (Double.isInfinite(value)) {
        ret.mantissa = value;
        ret.exponent = -1;
        return ret;
      }

      ret.mantissa = value;
      ret.exponent = 0;
      int sign = 1;

      if (ret.mantissa < 0f) {
        sign--;
        ret.mantissa = -(ret.mantissa);
      }
      while (ret.mantissa < 0.5f) {
        ret.mantissa *= 2.0f;
        ret.exponent -= 1;
      }
      while (ret.mantissa >= 1.0f) {
        ret.mantissa *= 0.5f;
        ret.exponent++;
      }
      ret.mantissa *= sign;
      return ret;
    }
  }

  public class FRexPHolder {
    int exponent;
    double mantissa;
  }

  public static void main(String args[]) {
    new Test();
  }

  public Test() {
    double value = 8.0;
    //double value = 0.0;
    //double value = -0.0;
    //double value = Double.NaN;
    //double value = Double.NEGATIVE_INFINITY;
    //double value = Double.POSITIVE_INFINITY;

    FRex test = new FRex();
    FRexPHolder frexp = test.frexp(value);
    System.out.println("Mantissa: " + frexp.mantissa);
    System.out.println("Exponent: " + frexp.exponent);
    System.out.println("Original value was: " + value);
    System.out.println(frexp.mantissa+" * 2^" + frexp.exponent + " = ");
    System.out.println(frexp.mantissa*(1<<frexp.exponent));
  }
}

Answer 4

如果我读这个权利...

public class Frexp {
  public static void main (String[] args)
  {
    double param, result;
    int n;

    param = 8.0;
    n = Math.getExponent(param);
    //result = ??

    System.out.printf ("%f * 2^%d = %f\n", result, n, param);
  }
}

不幸的是，没有出现是一个内置的方法来获得的尾数而无需首先将其转换为一个BigDecimal（或只是做除法：result = param / Math.pow(2,n)

奇怪的是，scalb确实正好相反：取尾数和指数，并从它产生一个新的浮动

。

Answer 5

我不熟悉的frexp功能，但我认为你需要看的 BigDecimal的”缩放和未缩放的值。 “无标度”是精度尾数，规模指数。在伪码：值= unscaledValue 10 ^（ - 标度）

Answer 6

不，核心 Java 或 Commons Lang（很可能在其他地方可以找到它）中目前没有具有完全相同的功能和易用性的实现。 频率;据我所知。如果它确实存在，它可能位于未广泛使用的工具包中。