Tại sao Double.NaN == Double.NaN trả về sai?

Tôi chỉ đang nghiên cứu các câu hỏi OCPJP và tôi đã tìm thấy mã lạ này:

public static void main(String a[]) {
    System.out.println(Double.NaN==Double.NaN);
    System.out.println(Double.NaN!=Double.NaN);
}

Khi tôi chạy mã, tôi nhận được:

false
true

Làm thế nào là đầu ra falsekhi chúng ta so sánh hai thứ trông giống nhau? Có NaNnghĩa là gì?

NaN có nghĩa là "Không phải là số".

Đặc tả ngôn ngữ Java (JLS) Phiên bản thứ ba cho biết :

Một hoạt động tràn ra tạo ra một vô cực đã ký, một hoạt động dưới mức tạo ra một giá trị không chuẩn hóa hoặc một số 0 đã ký và một hoạt động không có kết quả xác định về mặt toán học tạo ra NaN. Tất cả các hoạt động số với NaN là toán hạng đều tạo ra NaN. Như đã được mô tả, NaN không có thứ tự, do đó, một hoạt động so sánh số liên quan đến một hoặc hai trả về NaN falsevà bất kỳ !=so sánh nào liên quan đến trả về NaN true, kể cả x!=xkhi nào xlà NaN.

NaN theo định nghĩa không bằng bất kỳ số nào kể cả NaN. Đây là một phần của tiêu chuẩn IEEE 754 và được CPU / FPU triển khai. Nó không phải là thứ mà JVM phải thêm bất kỳ logic nào để hỗ trợ.

http://en.wikipedia.org/wiki/NaN

So sánh với NaN luôn trả về kết quả không có thứ tự ngay cả khi so sánh với chính nó. ... Các vị từ đẳng thức và bất đẳng thức không có tín hiệu nên x = x trả về false có thể được sử dụng để kiểm tra nếu x là NaN yên tĩnh.

Java coi tất cả NaN là NaN yên tĩnh.

Tại sao logic đó

NaNcó nghĩa là Not a Number. Những gì không phải là một số? Bất cứ điều gì. Bạn có thể có bất cứ thứ gì ở một bên và bất cứ thứ gì ở phía bên kia, vì vậy không có gì đảm bảo rằng cả hai đều bằng nhau. NaNđược tính toán với Double.longBitsToDouble(0x7ff8000000000000L)và như bạn có thể thấy trong tài liệu về longBitsToDouble:

Nếu đối số là bất kỳ giá trị nào trong phạm vi 0x7ff0000000000001Lthông qua 0x7fffffffffffffffLhoặc trong phạm vi0xfff0000000000001L thông qua 0xffffffffffffffffL, kết quả là a NaN.

Ngoài ra, NaNđược xử lý logic bên trong API.

Tài liệu

/** 
 * A constant holding a Not-a-Number (NaN) value of type
 * {@code double}. It is equivalent to the value returned by
 * {@code Double.longBitsToDouble(0x7ff8000000000000L)}.
 */
public static final double NaN = 0.0d / 0.0;

Nhân tiện, NaN được kiểm tra như mẫu mã của bạn:

/**
 * Returns {@code true} if the specified number is a
 * Not-a-Number (NaN) value, {@code false} otherwise.
 *
 * @param   v   the value to be tested.
 * @return  {@code true} if the value of the argument is NaN;
 *          {@code false} otherwise.
 */
static public boolean isNaN(double v) {
    return (v != v);
}

Giải pháp

Những gì bạn có thể làm là sử dụng compare/compareTo :

Double.NaNđược phương pháp này coi là bằng chính nó và lớn hơn tất cả các doublegiá trị khác (bao gồm Double.POSITIVE_INFINITY).

Double.compare(Double.NaN, Double.NaN);
Double.NaN.compareTo(Double.NaN);

Hoặc là, equals :

Nếu thisvà argumentcả hai đại diện Double.NaN, thì equalsphương thức trả về true, mặc dù Double.NaN==Double.NaNcó giá trị false.

Double.NaN.equals(Double.NaN);

Nó có thể không phải là một câu trả lời trực tiếp cho câu hỏi. Nhưng nếu bạn muốn kiểm tra xem có thứ gì đó bằng với Double.NaNbạn hay không thì nên sử dụng cái này:

double d = Double.NaN
Double.isNaN(d);

Điều này sẽ trở lại true

Các javadoc cho Double.NaN nói lên tất cả:

Một hằng số giữ giá trị Không phải là Số (NaN) của loại double. Nó tương đương với giá trị được trả về Double.longBitsToDouble(0x7ff8000000000000L).

Thật thú vị, nguồn để Doubleđịnh nghĩa NaNnhư vậy:

public static final double NaN = 0.0d / 0.0;

Hành vi đặc biệt mà bạn mô tả là cứng cáp vào JVM.

theo tiêu chuẩn của IEEE về số học dấu phẩy động cho các số Chính xác kép,

Biểu diễn tiêu chuẩn điểm nổi chính xác kép của IEEE yêu cầu một từ 64 bit, có thể được biểu diễn dưới dạng được đánh số từ 0 đến 63, từ trái sang phải

Ở đâu,

S: Sign – 1 bit
E: Exponent – 11 bits
F: Fraction – 52 bits 

Nếu E=2047(tất cả Elà 1) và Flà khác không, thì V=NaN("Không phải là số")

Nghĩa là,

Nếu tất cả các Ebit là 1 và nếu có bất kỳ bit nào khác không Fthì số đó làNaN .

do đó, trong số những người khác, tất cả các số sau đây là NaN,

0 11111111 0000000000000000010000000000000000000000000000000000 = NaN
1 11111111 0000010000000000010001000000000000001000000000000000 = NaN
1 11111111 0000010000011000010001000000000000001000000000000000 = NaN

Đặc biệt, bạn không thể kiểm tra

if (x == Double.NaN) 

để kiểm tra xem một kết quả cụ thể có bằng không Double.NaN, bởi vì tất cả các giá trị không phải là một số giá trị được coi là khác biệt. Tuy nhiên, bạn có thể sử dụng Double.isNaNphương pháp:

if (Double.isNaN(x)) // check whether x is "not a number"

NaN là một giá trị đặc biệt biểu thị "không phải là số"; đó là kết quả của một số phép toán số học không hợp lệ, chẳng hạn như sqrt(-1), và có thuộc tính (đôi khi gây khó chịu) NaN != NaN.

Không phải là một số đại diện cho kết quả của các hoạt động mà kết quả không thể biểu thị bằng một số. Hoạt động nổi tiếng nhất là 0/0, mà kết quả không được biết đến.

Vì lý do này, NaN không bằng bất cứ thứ gì (bao gồm các giá trị không phải là số khác). Để biết thêm thông tin, chỉ cần kiểm tra trang wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/NaN

Theo liên kết này , nó có nhiều tình huống khác nhau và khó nhớ. Đây là cách tôi nhớ và phân biệt chúng. NaNcó nghĩa là "không xác định về mặt toán học", ví dụ: "kết quả của 0 chia cho 0 là không xác định" và vì nó không được xác định, do đó "so sánh liên quan đến không xác định tất nhiên là không xác định". Bên cạnh đó, nó hoạt động giống như cơ sở toán học. Mặt khác, cả vô hạn dương và âm đều được xác định trước và dứt khoát, ví dụ "vô hạn dương hoặc âm lớn được xác định rõ về mặt toán học".