Javaのdouble型とは？float型とdouble型の形式・値の範囲や型変換

Java入門

公開日時: 2020-10-25 　更新日時: 2021-10-08

Javaのdouble型とは？float型とdouble型の形式・値の範囲や型変換

この記事でわかること

システム エンジニア: Javaのdoubleとはどのような型でしょうか。

プロジェクト マネージャー: 基本の数値型の中で最も広い範囲の数を表せるのがdouble型です。

Javaの数値型の種類

Javaの基本型のうち、数値を表す型には、整数を扱うbyte、short、int、longと、実数を扱うfloat、doubleがあります。

それぞれの型は、何バイトで保持するかというサイズが決まっていて、サイズによって表現可能な値の範囲が決まります。各型のサイズと値の範囲を次の表にまとめました。

型	値の種類	バイト数	値の範囲
byte	整数	1	-128～127
short	整数	2	-32768～32767
int	整数	4	-2147483648～2147483647
long	整数	8	-9223372036854775808～9223372036854775807
float	実数	4	約±3.4×(10の38乗)～約±1.4×(10の-45乗)
double	実数	8	約±1.8×(10の308乗)～約±4.9×(10の-324乗)

Javaのdouble型とは？

基本の数値型の中で最も広い範囲の数を表せるのがdouble型です。double型は8バイトの浮動小数点形式で表現されます。以下では、Javaのdouble型について詳しく説明していきます。

浮動小数点型とは？

浮動小数点型は、数値を仮数部と指数部に分けた表現形式です。

例えば、1234の値を持つ大きさの異なる数値は、次のように表せます。

1234000000 = 1.234×(10の9乗)
12.34 = 1.234×10
0.001234 = 1.234×(10の-3乗)

1234000000 = 1.234×(10の9乗)

12.34 = 1.234×10

0.001234 = 1.234×(10の-3乗)

ここで、1.234の部分が仮数部、指数部は10のべき数を表し、それぞれ9、1、-3となります。このような形式により、限られたビット数で、0に近い値から大きな値まで、広い範囲を表現できます。

float型とdouble型の形式

Javaのfloat型とdouble型は、IEEE754という国際規格の形式を用いています。floatは単精度、doubleは倍精度浮動小数点と呼ばれます。

32ビット（4バイト）のfloat型では、符号が1ビット、指数が8ビット、仮数が23ビットです。64ビット（8バイト）のdouble型は、符号が1ビット、指数が11ビット、仮数が52ビットです。

double型の最大値と最小値を表す定数

Javaでdouble型の範囲を表す定数は、DoubleクラスのMAX_VALUEとMIN_VALUEです。

これらを表示するJavaプログラムの例を示します。


public class MaxMinDouble {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(""Double.MAX_VALUE: "" + Double.MAX_VALUE);
        System.out.println(""Double.MIN_VALUE: "" + Double.MIN_VALUE);
    }
}

public class MaxMinDouble {

public static void main(String[] args) {

System.out.println(""Double.MAX_VALUE: "" + Double.MAX_VALUE);

System.out.println(""Double.MIN_VALUE: "" + Double.MIN_VALUE);

}

実行結果は次のようになります。


Double.MAX_VALUE: 1.7976931348623157E308
Double.MIN_VALUE: 4.9E-324

Double.MAX_VALUE: 1.7976931348623157E308

Double.MIN_VALUE: 4.9E-324

ここでMIN_VALUEは負の最小値ではなく、最も0に近い正の数を表しています。負の値の範囲は、-MAX_VALUE～-MIN_VALUEとなります。

小数の表示形式を指定する方法

double型変数の値を出力するとき、桁数を指定するためにStringクラスのformatメソッドを利用できます。書式%fは、double型の値を10進数として表示します。小数点以下はデフォルトで6桁です。%.4fのようにピリオドの後に桁数を指定できます。

書式%eは、double型の値を指数表示で示します。この場合も、%.4eのように小数点以下の桁数を指定できます。

formatメソッドを使ったJavaコード例を示します。


public class PrintDouble {
    public static void main(String[] args) {
        double dvar = 200.0 / 3;
        System.out.println(""dvar = "" + dvar);
        System.out.println(String.format(""dvar[f] = %f"", dvar));
        System.out.println(String.format(""dvar[.4f] = %.4f"", dvar));
        System.out.println(String.format(""dvar[e] = %e"", dvar));
        System.out.println(String.format(""dvar[.3e] = %.3e"", dvar));
    }
}

public class PrintDouble {

public static void main(String[] args) {

double dvar = 200.0 / 3;

System.out.println(""dvar = "" + dvar);

System.out.println(String.format(""dvar[f] = %f"", dvar));

System.out.println(String.format(""dvar[.4f] = %.4f"", dvar));

System.out.println(String.format(""dvar[e] = %e"", dvar));

System.out.println(String.format(""dvar[.3e] = %.3e"", dvar));

}

実行結果は次のようになりました。最終桁は、四捨五入された値となります。


dvar = 66.66666666666667
dvar[f] = 66.666667
dvar[.4f] = 66.6667
dvar[e] = 6.666667e+01
dvar[.3e] = 6.667e+01

dvar = 66.66666666666667

dvar[f] = 66.666667

dvar[.4f] = 66.6667

dvar[e] = 6.666667e+01

dvar[.3e] = 6.667e+01

doubleとintの型変換

Javaの異なる数値型間の型変換では、変換後の型が変換前の型より大きい場合には、暗黙的な型変換が行われます。基本数値型の中でdouble型は最も広範囲の値を扱えるため、他の型からdoubleへの変換では暗黙的な型変換が行われます。

int型とdouble型の代入

int型の値をdouble型に代入する場合、暗黙的な型変換が行われるので、型変換を記述する必要はありません。double型の値をint型に代入する場合には、明示的なキャスト必要です。

次のJavaコード例を用いて説明します。


public class DoubleInt01 {
    public static void main(String[] args) {
        double d;
        int a;

        d = 10.6;
        //a = d; ---> Compile Error!
        a = (int)d;
        System.out.println(""a = "" + a);

        d = a;
        System.out.println(""d = "" + d);
    }
}

public class DoubleInt01 {

public static void main(String[] args) {

double d;

int a;

d = 10.6;

//a = d; ---> Compile Error!

a = (int)d;

System.out.println(""a = "" + a);

d = a;

System.out.println(""d = "" + d);

}

実行結果は次のようになります。


a = 10
d = 10.0

a = 10

d = 10.0

double型をint型に代入するために、”(int)d” のように、型変換を指定しています。これを書かない場合には、コンパイルエラーが発生します。小数点以下の値は、変換時に切り捨てられます。int型変数aをdouble型変数dへ代入する際には、型変換の記述は不要です。

演算オペランドの型変換

整数オペランドの演算結果を小数で得たい場合があります。主な例は、整数同士の割り算を行う場合です。

次のJavaコード例を用いて説明します。


public class DoubleInt02 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 200;
        double d;

        d = a / 3;
        System.out.println(""[1] d = "" + d);
        d = a / 3.0;
        System.out.println(""[2] d = "" + d);
        d = (double)a / 3;
        System.out.println(""[3] d = "" + d);
    }
}

public class DoubleInt02 {

public static void main(String[] args) {

int a = 200;

double d;

d = a / 3;

System.out.println(""[1] d = "" + d);

d = a / 3.0;

System.out.println(""[2] d = "" + d);

d = (double)a / 3;

System.out.println(""[3] d = "" + d);

}

実行結果は次のようになります。


[1] d = 66.0
[2] d = 66.66666666666667
[3] d = 66.66666666666667

[1] d = 66.0

[2] d = 66.66666666666667

[3] d = 66.66666666666667

[1]では、int同士の除算が実行されて、66という結果が得られます。これを代入によりdouble型に変換するので、結果は66.0になります。[2]と[3]は、一方のオペランドがdouble型のため、doubleの除算が行われ、結果を小数値で得られます。

システム エンジニア: float型とdouble型の形式や値の範囲や型変換の方法がよく理解できました。

プロジェクト マネージャー: doubleは基本の数値型の中で最も広い範囲の値を扱う型なので、使い方を覚えておきましょう。

Javaのdouble型を使いこなそう

Javaの浮動小数点型doubleについて、値の範囲や表示形式、intとの型変換について説明しました。doubleは基本の数値型の中で、最も広い範囲の値を扱う型です。

数値計算を行うプログラムで、整数型の範囲におさまらない大きな数を扱う場合や、小数値を扱う場合に、double型が役立ちます。値の範囲や桁数を意識しながら、数値計算を試してみて下さい。

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