Чому Double.NaN == Double.NaN повертає помилку?

Я тільки вивчав питання щодо OCPJP і знайшов цей дивний код:

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

Коли я запустив код, я отримав:

false
true

Яким є результат, falseколи ми порівнюємо дві речі, схожі одна на одну? Що NaNозначає?

NaN означає "Не число".

Специфікація мови Java (JLS) Третього видання говорить :

Операція, що переповнює, створює підписану нескінченність, операція, що перетікає, виробляє денормалізоване значення або підписаний нуль, а операція, яка не має математично визначеного результату, виробляє NaN. Усі числові операції з NaN як операндом дають NaN як результат. Як уже було описано, NaN є не упорядкованим, тому чисельна операція порівняння, що включає один або два повернення NaN , falseі будь-яке !=порівняння, що включає повернення NaN true, включаючи, x!=xколи xце NaN.

NaN за визначенням не дорівнює жодному числу, включаючи NaN. Це частина стандарту IEEE 754 та реалізована ЦП / ФПУ. Це не те, що JVM повинен додавати будь-яку логіку для підтримки.

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

Порівняння з NaN завжди повертає невпорядкований результат навіть при порівнянні з самим собою. ... Присудки рівності та нерівності не сигналізують, тому x = x повернення помилки може бути використане для перевірки, чи х є тихим NaN.

Java ставиться до всіх NaN як до тихого NaN.

Чому така логіка

NaNзасоби Not a Number. Що не число? Що завгодно. Ви можете мати що завгодно в одній стороні і будь-що в іншій стороні, тому нічого не гарантує, що обидва рівні. NaNрозраховується з Double.longBitsToDouble(0x7ff8000000000000L)та, як ви бачите в документації longBitsToDouble:

Якщо аргументом є будь-яке значення в діапазоні 0x7ff0000000000001Lчерез 0x7fffffffffffffffLабо в діапазоні 0xfff0000000000001Lнаскрізь 0xffffffffffffffffL, то результат a NaN.

Також NaNлогічно трактується всередині API.

Документація

/** 
 * 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;

До речі, NaN це тестування в якості зразка коду:

/**
 * 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);
}

Рішення

Що ви можете зробити, це використовувати compare/ compareTo:

Double.NaNвважається цим методом рівним собі і більшим за всі інші doubleзначення (у тому числі Double.POSITIVE_INFINITY).

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

Або equals:

Якщо thisі argumentобидва представляють Double.NaN, тоді equalsметод повертається true, хоча Double.NaN==Double.NaNмає значення false.

Double.NaN.equals(Double.NaN);

Це може бути не прямою відповіддю на питання. Але якщо ви хочете перевірити, чи щось вам дорівнює, Double.NaNскористайтеся цим:

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

Це повернеться true

Javadoc для Double.NaN говорить все це:

Постійна, що містить значення типу «Не-число» (NaN) double. Це еквівалентно величині, поверненій Double.longBitsToDouble(0x7ff8000000000000L).

Цікаво, що джерело для цього Doubleвизначає NaN:

public static final double NaN = 0.0d / 0.0;

Особлива поведінка, яку ви описуєте, є провідною в JVM.

відповідно до стандарту IEEE для арифметики з плаваючою комою для чисел з подвійною точністю,

Стандартне подання з плаваючою крапкою IEEE з подвійною точністю вимагає 64-бітного слова, яке може бути представлене як пронумеровано від 0 до 63, зліва направо

де,

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

Якщо E=2047(всі Eє 1) і Fє ненульовим, то V=NaN("Не число")

Що означає,

Якщо всі Eбіти дорівнюють 1, а якщо є якийсь ненульовий біт, Fто число є NaN.

тому, серед інших, усі наступні номери NaN:

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

Зокрема, ви не можете перевірити

if (x == Double.NaN) 

перевірити, чи є певний результат рівним Double.NaN, оскільки всі значення "не число" вважаються різними. Однак ви можете скористатися Double.isNaNметодом:

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

NaN - особливе значення, яке позначає "не число"; це результат певних недійсних арифметичних операцій, таких як sqrt(-1), і має (іноді дратує) властивість, яка NaN != NaN.

Не число представляє результат операцій, результат яких не можна представити числом. Найвідоміша операція - 0/0, результат якої не відомий.

З цієї причини NaN не дорівнює жодному (включаючи інші значення не числа). Для отримання додаткової інформації перегляньте сторінку wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/NaN

За цим посиланням , в ньому виникають різні ситуації і важко запам’ятати. Ось як я їх пам’ятаю і розрізняю. NaNозначає "математично невизначений", наприклад: "результат 0, поділений на 0, не визначений", і тому що він не визначений, тому "порівняння, пов'язане з невизначеним, звичайно, не визначене". Крім того, він більше схожий на математичні приміщення. З іншого боку, і позитивна, і негативна нескінченність є заздалегідь визначеною і остаточною, наприклад, "позитивна або негативна нескінченна велика чітко визначена математично".