Java指数误差为2 ^ 31次幂 [英] Java exponent error at 2^31 power

问题描述

我正在编写一个java程序来输出2的指数幂（顺便说一句，我不能使用 Math.pow（）），但是在2 ^ 31和2 ^ 32我得到别的东西。另外，我不打算接受负整数。

I am writing a java program to output exponential powers of 2 (by the way, I cannot use Math.pow()), however at 2^31 and 2^32 I get something else. Also, I don't intend to accept negative integers.

我的代码：

class PrintPowersOf2 {
    public static void main (String[] args) {
        printPowersOf2(10);
        printPowersOf2(5);
        printPowersOf2(2);
        printPowersOf2(-5);
        printPowersOf2(30);
        printPowersOf2(32);
    }

    public static void printPowersOf2 (int x) {
        for(int i=0;i<x+1;i++) {
            int y = exponent (i);
            System.out.print(y);
            if(!(i == x)) {
                System.out.print(" ");
            }
        }
        System.out.println();
    }

    static int exponent(int power) {
        int output = 1; 
        for (int z=0; z<power; z++) 
        output *= 2; 
        return output; 
    }
}

我得到的输出是：

1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024
1 2 4 8 16 32
1 2 4

1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024 2048 4096 8192 16384 32768 65536 131072 262144 524288 1048576 2097152 4194304 8388608 16777216 33554432 67108864 134217728 268435456 536870912 1073741824

1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024 2048 4096 8192 16384 32768 65536 131072 262144 524288 1048576 2097152 4194304 8388608 16777216 33554432 67108864 134217728 268435456 536870912 1073741824 -2147483648 0

推荐答案

int 以32位表示。因此，可以表示 -2 ^ 31 和 2 ^ 31-1 之间的任何值。没有超出此范围。

An int is represented with 32 bits. Thus any value between -2^31 and 2^31-1 can be represented. Nothing out of this range.

您可以使用 long （64位）或 BigInteger （一个数据结构，可以表示所有数字，直到内存限制）。

You can use a long (64 bits), or a BigInteger (a datastructures that can represented all numbers up to the memory limit).

使用这些结构的缺点（尤其是 BigInteger ）是CPU并不总是提供算术指令。因此，添加两个 BigInteger 实例需要的时间比使用 int 或 long 。如果 long ，如果CPU是32位，则至少需要两条指令来处理它。

The disadvantage of using these structures (especially BigInteger) is that a CPU does not always offer instructions for arithmetic. Thus adding two BigInteger instances requires more time than doing this with an int or long. In case of a long, if the CPU is 32-bit, it requires at least two instructions to process this.

在旁注中。 CPU提供了一种更好的方法来计算两个的权限：移位操作。

On a sidenote. A CPU offers a better way to calculate the powers of two: shift operations.

你可以简单地写：

long value = 0x01L << power;//power of two, all in one simple instruction.

这样做如下：一个班次向左移动位。因此，如果原始值是：

This works as follow: a shift moves bits to the left. Thus if the original value is:

  0001 1011 << 2
= 0110 1100

以二进制表示向左移位与算术相同乘以2。

Shifting to the left in a binary representation is arithmetically the same as multiplying with two.

这篇关于Java指数误差为2 ^ 31次幂的文章就介绍到这了，希望我们推荐的答案对大家有所帮助，也希望大家多多支持IT屋！