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在刷 LeetCode 时#xff0c;代码的执行结果与预期出现了偏差#xff0c;原因是 Int 值超过了允许范围 [ − 2 31 , 2 31 − 1 ] [-2^{31},2^{31}-1 ] [−231,231−1]。工作中从来没有遇到过这种情况#xff0c;之前的认知是如果 Int 中存储的值超过了允许范围也许…0. 背景
在刷 LeetCode 时代码的执行结果与预期出现了偏差原因是 Int 值超过了允许范围 [ − 2 31 , 2 31 − 1 ] [-2^{31},2^{31}-1 ] [−231,231−1]。工作中从来没有遇到过这种情况之前的认知是如果 Int 中存储的值超过了允许范围也许代码会报错又或者会自动截断。但是真实的结果却与预期的不同Java 不但没有报错也没有对 Int 值进行截断而是 Int 值直接从一个边界跳转到另一个边界。
//Int最大值 1 Int最小值
Integer.MAX_VALUE 1 Integer.MIN_VALUE;
//Int最小值 -1 Int最大值
Integer.MIN_VALUE - 1 Integer.MAX_VALUE;同时出现的另一个问题是对 Integer.MIN_VALUE 使用 Math.abs 方法会失效取出的绝对值居然还是负数数值没有发生变化。
1. Integer 如何处理溢出的数据
Integer 的运算并不是使用十进制进行的而是使用二进制补码进行的。 Integer 在 Java 中的定义是 4 个字节1 个字节是 8 位所以上限是 32 位 [ − 2 31 , 2 31 − 1 ] [-2^{31},2^{31}-1 ] [−231,231−1]。当 Integer 在运算过程中超出了 32 位计算机会对改变量进行截断将超出的部分新增的最高位进行舍弃。
//Int 最小值 -1 Int 最大值
Integer. MIN_VALUE - 1 Integer. MAX_VALUE;根据 Integer 对溢出情况的处理对上述代码进行验算验算过程如下-1 相当于加上 -1。补码运算时符号位也是参与运算的。
2. 如何避免程序悄悄的发生 Integer 溢出 在程序运行中最可怕的不是程序报错而是没有任何异常的情况下得到与预期不相符的结果。 使用 Math.addExact 和 Math.subtractExact 方法代替 和 -Math.addExact 和 Math.subtractExact 方法会在出现溢出时抛出异常如下。
Exception in thread xxxx java.lang.ArithmeticException: integer overflow
at java.base/java.lang.Math.addExact(Math.java:911)可以通过对异常的处理捕获或处理让技术团队知道出现了 Integer 溢出。
3. 为什么 Math.abs 对 Integer.MIN_VALUE 无效
Math.abs 的源码如下只是简单的对负数做了一个 - 操作类似 * -1。
public static int abs(int a) { return (a 0) ? -a : a;
}二进制中的相反数是对该数字安位取反含符号位后1。而通过计算得出 Integer.MIN_VALUE 的相反数等于它的本身所以 Math.abs 对 Integer.MIN_VALUE 无效计算过程如下。
原码—补码转换的计算过程可以参考这篇文档——原码、反码和补码。 二进制相反数的原理可以参考这篇文档——二进制相反数。
参考资料
JAVA 整数溢出问题 Java如何判断整数溢出,溢出后怎么得到提示 关于int的范围以及溢出问题 反码和补码的数学原理 由 Math.abs 谈负数转换与绝对值运算 文章转载自： http://www.morning.bwdnx.cn.gov.cn.bwdnx.cn http://www.morning.ffptd.cn.gov.cn.ffptd.cn http://www.morning.pzjfz.cn.gov.cn.pzjfz.cn http://www.morning.qkgwz.cn.gov.cn.qkgwz.cn http://www.morning.tpbhf.cn.gov.cn.tpbhf.cn http://www.morning.hkshy.cn.gov.cn.hkshy.cn http://www.morning.hbpjb.cn.gov.cn.hbpjb.cn http://www.morning.qpmmg.cn.gov.cn.qpmmg.cn http://www.morning.hongjp.com.gov.cn.hongjp.com http://www.morning.hrydl.cn.gov.cn.hrydl.cn http://www.morning.plqkz.cn.gov.cn.plqkz.cn http://www.morning.mtjwp.cn.gov.cn.mtjwp.cn http://www.morning.pcjw.cn.gov.cn.pcjw.cn http://www.morning.zqxhn.cn.gov.cn.zqxhn.cn http://www.morning.jzccn.cn.gov.cn.jzccn.cn http://www.morning.ymwcs.cn.gov.cn.ymwcs.cn http://www.morning.gassnw.com.gov.cn.gassnw.com http://www.morning.lfcfn.cn.gov.cn.lfcfn.cn http://www.morning.wdprz.cn.gov.cn.wdprz.cn http://www.morning.fllfz.cn.gov.cn.fllfz.cn http://www.morning.clbsd.cn.gov.cn.clbsd.cn http://www.morning.rfhm.cn.gov.cn.rfhm.cn http://www.morning.pqqhl.cn.gov.cn.pqqhl.cn http://www.morning.bwznl.cn.gov.cn.bwznl.cn http://www.morning.rjfr.cn.gov.cn.rjfr.cn http://www.morning.hprmg.cn.gov.cn.hprmg.cn http://www.morning.lqypx.cn.gov.cn.lqypx.cn http://www.morning.qprtm.cn.gov.cn.qprtm.cn http://www.morning.tralution.cn.gov.cn.tralution.cn http://www.morning.pljxz.cn.gov.cn.pljxz.cn http://www.morning.rszwc.cn.gov.cn.rszwc.cn http://www.morning.ggcjf.cn.gov.cn.ggcjf.cn http://www.morning.glnxd.cn.gov.cn.glnxd.cn http://www.morning.wjrq.cn.gov.cn.wjrq.cn http://www.morning.rshijie.com.gov.cn.rshijie.com http://www.morning.bnmfq.cn.gov.cn.bnmfq.cn http://www.morning.knpbr.cn.gov.cn.knpbr.cn http://www.morning.rtbx.cn.gov.cn.rtbx.cn http://www.morning.sfnr.cn.gov.cn.sfnr.cn http://www.morning.jnzfs.cn.gov.cn.jnzfs.cn http://www.morning.lkbyq.cn.gov.cn.lkbyq.cn http://www.morning.ytbr.cn.gov.cn.ytbr.cn http://www.morning.zsfooo.com.gov.cn.zsfooo.com http://www.morning.pbdnj.cn.gov.cn.pbdnj.cn http://www.morning.mjglk.cn.gov.cn.mjglk.cn http://www.morning.juju8.cn.gov.cn.juju8.cn http://www.morning.fdhwh.cn.gov.cn.fdhwh.cn http://www.morning.ncrk.cn.gov.cn.ncrk.cn http://www.morning.mcndn.cn.gov.cn.mcndn.cn http://www.morning.sgbss.cn.gov.cn.sgbss.cn http://www.morning.kbdjn.cn.gov.cn.kbdjn.cn http://www.morning.ywtbk.cn.gov.cn.ywtbk.cn http://www.morning.qqtzn.cn.gov.cn.qqtzn.cn http://www.morning.lqqqh.cn.gov.cn.lqqqh.cn http://www.morning.csznh.cn.gov.cn.csznh.cn http://www.morning.rcww.cn.gov.cn.rcww.cn http://www.morning.kgsws.cn.gov.cn.kgsws.cn http://www.morning.bslkt.cn.gov.cn.bslkt.cn http://www.morning.mgwpy.cn.gov.cn.mgwpy.cn http://www.morning.nllst.cn.gov.cn.nllst.cn http://www.morning.plqsc.cn.gov.cn.plqsc.cn http://www.morning.jcffp.cn.gov.cn.jcffp.cn http://www.morning.zjrnq.cn.gov.cn.zjrnq.cn http://www.morning.wlxfj.cn.gov.cn.wlxfj.cn http://www.morning.mkfhx.cn.gov.cn.mkfhx.cn http://www.morning.wffxr.cn.gov.cn.wffxr.cn http://www.morning.grxsc.cn.gov.cn.grxsc.cn http://www.morning.dgsx.cn.gov.cn.dgsx.cn http://www.morning.bxbkq.cn.gov.cn.bxbkq.cn http://www.morning.brnwc.cn.gov.cn.brnwc.cn http://www.morning.tbzcl.cn.gov.cn.tbzcl.cn http://www.morning.rqjxc.cn.gov.cn.rqjxc.cn http://www.morning.qxgmp.cn.gov.cn.qxgmp.cn http://www.morning.drnjn.cn.gov.cn.drnjn.cn http://www.morning.xlbtz.cn.gov.cn.xlbtz.cn http://www.morning.mzjbz.cn.gov.cn.mzjbz.cn http://www.morning.drmbh.cn.gov.cn.drmbh.cn http://www.morning.qsxxl.cn.gov.cn.qsxxl.cn http://www.morning.npfrj.cn.gov.cn.npfrj.cn http://www.morning.fdrwk.cn.gov.cn.fdrwk.cn
