Existe um equivalente a Java?
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20-09-2019 - |
Pergunta
Existe um equivalente a Java da função C / C ++ chamada Frexp? Se você não está familiarizado, o Frexp é definido pela Wikipedia "quebrar o número de ponto flutuante em Mantissa e expoente".
Estou procurando uma implementação com velocidade e precisão, mas prefiro ter a precisão se pudesse escolher apenas uma.
Este é o exemplo de código da primeira referência. Deve deixar o contrato do Frexp um pouco mais claro:
/* 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 */
Solução
Como é isso?
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;
}
Isso é "inspirado" ou quase copiado de forma idêntica de um responda a uma pergunta C# semelhante. Funciona com os bits e, em seguida, faz da Mantissa um número entre 1,0 e 0,0.
Outras dicas
Consulte Float.FloattointBits e Double.DoubleTolongBits. Você ainda precisa de um pouco de lógica adicional para decodificar os pontos flutuantes do IEEE 754.
Isso faz o que você deseja.
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));
}
}
Se estou lendo isso certo ...
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);
}
}
Infelizmente, não parece haver um método interno para obter o Mantissa sem convertê-lo em um BigDecimal primeiro (ou apenas fazendo a divisão: result = param / Math.pow(2,n)
.
Estranhamente o suficiente, scalb
Faz exatamente o oposto: pegue uma mantissa e expoente e gera um novo flutuador a partir dela.
Não estou familiarizado com a função Frexp, mas acho que você precisa olhar para o BigDecimal'valores em escala e não escalados. 'Não escalado' é a precisão Mantissa, a escala é o expoente. Em Psuedocode: Value = UnscaledValue 10^(-Escala)
Não, não há implementação atual no Java Core ou no Commons Lang (provavelmente outro lugar para encontrá -lo) que tem exatamente a mesma funcionalidade e facilidade de Frexp; que eu conheço. Se existir, provavelmente está em um kit de ferramentas não amplamente usado.