謎題26和27中的程序一樣，下面的程序有一個(gè)單重的循環(huán)，它記錄迭代的次數(shù)，并在循環(huán)終止時(shí)打印這個(gè)數(shù)。那么，這個(gè)程序會(huì)打印出什么呢？
public class Count {
public static void main(String[] args) {
final int START = 2000000000;
int count = 0;
for (float f = START; f < START + 50; f++)
count++;
System.out.println(count);
}
}
表面的分析也許會(huì)認(rèn)為這個(gè)程序?qū)⒋蛴?0，畢竟，循環(huán)變量（f）被初始化為2,000,000,000，而終止值比初始值大50，并且這個(gè)循環(huán)具有傳統(tǒng)的“半開”形式：它使用的是 < 操作符，這是的它包括初始值但是不包括終止值。
然而，這種分析遺漏了關(guān)鍵的一點(diǎn)：循環(huán)變量是float類型的，而非int類型的。回想一下謎題28，很明顯，增量操作（f++）不能正常工作。F的初始值接近于Integer.MAX_VALUE，因此它需要用31位來精確表示，而float類型只能提供24位的精度。對如此巨大的一個(gè)float數(shù)值進(jìn)行增量操作將不會(huì)改變其值。因此，這個(gè)程序看起來應(yīng)該無限地循環(huán)下去，因?yàn)閒永遠(yuǎn)也不可能解決其終止值。但是，如果你運(yùn)行該程序，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它并沒有無限循環(huán)下去，事實(shí)上，它立即就終止了，并打印出0。怎么回事呢？
問題在于終止條件測試失敗了，其方式與增量操作失敗的方式非常相似。這個(gè)循環(huán)只有在循環(huán)索引f比(float)(START + 50)小的情況下才運(yùn)行。在將一個(gè)int與一個(gè)float進(jìn)行比較時(shí)，會(huì)自動(dòng)執(zhí)行從int到float的提升[JLS 15.20.1]。遺憾的是，這種提升是會(huì)導(dǎo)致精度丟失的三種拓寬原始類型轉(zhuǎn)換的一種[JLS 5.1.2]。（另外兩個(gè)是從long到float和從long到double。）
f的初始值太大了，以至于在對其加上50，然后將結(jié)果轉(zhuǎn)型為float時(shí)，所產(chǎn)生的數(shù)值等于直接將f轉(zhuǎn)換成float的數(shù)值。換句話說，(float)2000000000 == 2000000050，因此表達(dá)式f < START + 50即使是在循環(huán)體第一次執(zhí)行之前就是false，所以，循環(huán)體也就永遠(yuǎn)的不到機(jī)會(huì)去運(yùn)行。
訂正這個(gè)程序非常簡單，只需將循環(huán)變量的類型從float修改為int即可。這樣就避免了所有與浮點(diǎn)數(shù)計(jì)算有關(guān)的不精確性：
for (int f = START; f < START + 50; f++)
count++;
如果不使用計(jì)算機(jī)，你如何才能知道2,000,000,050與2,000,000,000有相同的float表示呢？關(guān)鍵是要觀察到2,000,000,000有10個(gè)因子都是2：它是一個(gè)2乘以9個(gè)10，而每個(gè)10都是5×2。這意味著2,000,000,000的二進(jìn)制表示是以10個(gè)0結(jié)尾的。50的二進(jìn)制表示只需要6位，所以將50加到2,000,000,000上不會(huì)對右邊6位之外的其他為產(chǎn)生影響。特別是，從右邊數(shù)過來的第7位和第8位仍舊是0。提升這個(gè)31位的int到具有24位精度的float會(huì)在第7位和第8位之間四舍五入，從而直接丟棄最右邊的7位。而最右邊的6位是2,000,000,000與2,000,000,050位以不同之處，因此它們的float表示是相同的。
這個(gè)謎題寓意很簡單：不要使用浮點(diǎn)數(shù)作為循環(huán)索引，因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致無法預(yù)測的行為。如果你在循環(huán)體內(nèi)需要一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)，那么請使用int或long循環(huán)索引，并將其轉(zhuǎn)換為float或double。在將一個(gè)int或long轉(zhuǎn)換成一個(gè)float或double時(shí)，你可能會(huì)丟失精度，但是至少它不會(huì)影響到循環(huán)本身。當(dāng)你使用浮點(diǎn)數(shù)時(shí)，要使用double而不是float，除非你肯定float提供了足夠的精度，并且存在強(qiáng)制性的性能需求迫使你使用float。適合使用float而不是double的時(shí)刻是非常非常少的。
對語言設(shè)計(jì)者的教訓(xùn)，仍然是悄悄地丟失精度對程序員來說是非常令人迷惑的。請查看謎題31有關(guān)這一點(diǎn)的深入討論。
public class Count {
public static void main(String[] args) {
final int START = 2000000000;
int count = 0;
for (float f = START; f < START + 50; f++)
count++;
System.out.println(count);
}
}
表面的分析也許會(huì)認(rèn)為這個(gè)程序?qū)⒋蛴?0，畢竟，循環(huán)變量（f）被初始化為2,000,000,000，而終止值比初始值大50，并且這個(gè)循環(huán)具有傳統(tǒng)的“半開”形式：它使用的是 < 操作符，這是的它包括初始值但是不包括終止值。
然而，這種分析遺漏了關(guān)鍵的一點(diǎn)：循環(huán)變量是float類型的，而非int類型的。回想一下謎題28，很明顯，增量操作（f++）不能正常工作。F的初始值接近于Integer.MAX_VALUE，因此它需要用31位來精確表示，而float類型只能提供24位的精度。對如此巨大的一個(gè)float數(shù)值進(jìn)行增量操作將不會(huì)改變其值。因此，這個(gè)程序看起來應(yīng)該無限地循環(huán)下去，因?yàn)閒永遠(yuǎn)也不可能解決其終止值。但是，如果你運(yùn)行該程序，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它并沒有無限循環(huán)下去，事實(shí)上，它立即就終止了，并打印出0。怎么回事呢？
問題在于終止條件測試失敗了，其方式與增量操作失敗的方式非常相似。這個(gè)循環(huán)只有在循環(huán)索引f比(float)(START + 50)小的情況下才運(yùn)行。在將一個(gè)int與一個(gè)float進(jìn)行比較時(shí)，會(huì)自動(dòng)執(zhí)行從int到float的提升[JLS 15.20.1]。遺憾的是，這種提升是會(huì)導(dǎo)致精度丟失的三種拓寬原始類型轉(zhuǎn)換的一種[JLS 5.1.2]。（另外兩個(gè)是從long到float和從long到double。）
f的初始值太大了，以至于在對其加上50，然后將結(jié)果轉(zhuǎn)型為float時(shí)，所產(chǎn)生的數(shù)值等于直接將f轉(zhuǎn)換成float的數(shù)值。換句話說，(float)2000000000 == 2000000050，因此表達(dá)式f < START + 50即使是在循環(huán)體第一次執(zhí)行之前就是false，所以，循環(huán)體也就永遠(yuǎn)的不到機(jī)會(huì)去運(yùn)行。
訂正這個(gè)程序非常簡單，只需將循環(huán)變量的類型從float修改為int即可。這樣就避免了所有與浮點(diǎn)數(shù)計(jì)算有關(guān)的不精確性：
for (int f = START; f < START + 50; f++)
count++;
如果不使用計(jì)算機(jī)，你如何才能知道2,000,000,050與2,000,000,000有相同的float表示呢？關(guān)鍵是要觀察到2,000,000,000有10個(gè)因子都是2：它是一個(gè)2乘以9個(gè)10，而每個(gè)10都是5×2。這意味著2,000,000,000的二進(jìn)制表示是以10個(gè)0結(jié)尾的。50的二進(jìn)制表示只需要6位，所以將50加到2,000,000,000上不會(huì)對右邊6位之外的其他為產(chǎn)生影響。特別是，從右邊數(shù)過來的第7位和第8位仍舊是0。提升這個(gè)31位的int到具有24位精度的float會(huì)在第7位和第8位之間四舍五入，從而直接丟棄最右邊的7位。而最右邊的6位是2,000,000,000與2,000,000,050位以不同之處，因此它們的float表示是相同的。
這個(gè)謎題寓意很簡單：不要使用浮點(diǎn)數(shù)作為循環(huán)索引，因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致無法預(yù)測的行為。如果你在循環(huán)體內(nèi)需要一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)，那么請使用int或long循環(huán)索引，并將其轉(zhuǎn)換為float或double。在將一個(gè)int或long轉(zhuǎn)換成一個(gè)float或double時(shí)，你可能會(huì)丟失精度，但是至少它不會(huì)影響到循環(huán)本身。當(dāng)你使用浮點(diǎn)數(shù)時(shí)，要使用double而不是float，除非你肯定float提供了足夠的精度，并且存在強(qiáng)制性的性能需求迫使你使用float。適合使用float而不是double的時(shí)刻是非常非常少的。
對語言設(shè)計(jì)者的教訓(xùn)，仍然是悄悄地丟失精度對程序員來說是非常令人迷惑的。請查看謎題31有關(guān)這一點(diǎn)的深入討論。