Kotlin中整数与浮点数除法为何导致温度转换结果不同？

问题重现 #

原始Kotlin代码 #

fun main() {    
        printFinalTemperature(27.0, "Celsius", "Fahrenheit") { 9/5 * it + 32 }
        printFinalTemperature(350.0, "Kelvin", "Celsius") { it - 273.15 }
        printFinalTemperature(10.0, "Fahrenheit", "Kelvin") { 5.0 / 9.0 * (it - 32) + 273.15 }
}


fun printFinalTemperature(
    initialMeasurement: Double, 
    initialUnit: String, 
    finalUnit: String, 
    conversionFormula: (Double) -> Double
) {
    val finalMeasurement = String.format("%.2f", conversionFormula(initialMeasurement)) // two decimal places
    println("$initialMeasurement degrees $initialUnit is $finalMeasurement degrees $finalUnit.")
}

原始运行结果 #

27.0 degrees Celsius is 59.00 degrees Fahrenheit.
350.0 degrees Kelvin is 76.85 degrees Celsius.
10.0 degrees Fahrenheit is 260.93 degrees Kelvin.

修改9/5为9.0/5.0后的运行结果 #

27.0 degrees Celsius is 80.60 degrees Fahrenheit.
350.0 degrees Kelvin is 76.85 degrees Celsius.
10.0 degrees Fahrenheit is 260.93 degrees Kelvin.

核心问题 #

为何将整数运算9/5改为浮点数运算9.0/5.0后，温度转换结果会发生变化？底层原理是什么？

原因与底层原理 #

1. Kotlin整数除法的截断特性 #

在Kotlin（以及多数主流编程语言）中，两个整数进行除法运算时，会执行截断式取整——只保留结果的整数部分，直接丢弃小数部分。

• 9/5中，两个操作数都是Int类型，计算结果为1（9÷5的实际值是1.8，截断小数后仅保留整数1）。
• 代入摄氏转华氏的公式后，实际计算逻辑是1 * 27.0 + 32 = 59.0，这就是第一个结果的由来。

2. 浮点数除法的精确性 #

当把操作数改为9.0和5.0时，它们的类型变为Double（浮点数类型），此时执行的是浮点数除法：

• 9.0/5.0的结果是精确的1.8，不会截断小数部分。
• 代入公式后计算逻辑为1.8 * 27.0 + 32 = 80.6，和正确的摄氏转华氏数学结果一致。

3. 运算顺序与类型转换的影响 #

需要注意运算优先级和类型转换的顺序：

• 在9/5 * it中，会先执行9/5的整数除法得到Int类型的1，再将这个整数自动提升为Double类型的1.0，最后和it（Double类型）相乘，全程损失了小数精度。
• 而9.0/5.0 * it中，先执行浮点数除法得到Double类型的1.8，直接和it相乘，没有精度损失。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者hakim