Java 8无符号整数加法和潜在溢出

我正在为Cay S. Horstmann编写的书籍“真正不耐烦的Java SE 8”进行练习。之一的基于Number类的改进的练习问：Java 8无符号整数加法和潜在溢出

编写一个程序，加，减，除，以及0和2 之间进行比较的数字 - 1，使用int值和无符号操作。说明为什么divideUnsigned和remainderUnsigned是必要的。

问题是，如果您添加2个无符号整数，总和可能溢出整数限制。我没有看到一种方法来避免这种情况，而不用长时间存储总和并检查它是否大于Integer.MAX_VALUE。是否有可能只使用ints来做到这一点？

2015-01-13 Abhijit Sarkar

用于整数值的Two's complement具有整洁的属性，对于添加和减去它是无关紧要的，无论您将值解释为有符号还是无符号。

因此，即使在CPU级别，也没有用于添加/减少带符号或无符号数字的独特指令。这完全是关于解释。

因此，当使用带符号的int类型添加或减去两个无符号数字时，结果可能会在签名的int范围内溢出。但是，使用Integer.toUnsignedString打印当前为负的数字时，结果将是正确的无符号值，假定该操作甚至在无符号整数值范围内甚至没有溢出。

这就是为什么类java.lang.Integer只在必要时提供了特殊的无符号的操作，即用于比较两个无符号值，除法和余数，并从和String（和long转换，而A型投从long到int是已经足够用于其他方向）。

来源

2015-01-13 17:17:48 Holger

感谢您的回复。我不确定问题是否仅限于打印。如果溢出值被返回并在其他操作中使用，则会出错。在Java 8中引入的“确切”操作[intValueExact]（http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/math/BigInteger.html#intValueExact--）将异常这种情况。 –

由于练习要求使用'int'进行计算，因此无法绕过它。当然，你可以用安全的方式定义计算的API，也就是说你可以使用['Integer.toUnsignedLong']（http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/lang/ Integer.html＃toUnsignedLong-int-）以不能被误解的形式返回值（使用int计算）。当然，如果你使用['toUnsignedString']返回结果作为'String'，那么同样的结果会持续（http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/lang/Integer.html#toUnsignedString -int-）“计算”'！='“返回类型” – Holger

我希望除此之外还有更多。如果你读到这个问题，它说“使用int值和未签名的操作”。如果看起来不是微不足道的，可以创建一个使用'+'运算符添加2个整数的方法。除非我们错过了一些东西，否则练习不会增加任何价值。 –

为了获得一个无符号整数，你需要使用Integer.parseUnsignedInt()函数或做一个手动计算。请记住，Java实际上并不具有无符号整数，Java8只是提供了将int作为无符号对待的能力，以便允许更大范围的正数值。

按照Java 8 Doc for the Integer class，

的无符号整数映射通常与负编号，以正数比MAX_VALUE较大相关联的值

所以一个无符号的int和一个签署一个之间的转换如果数字大于或等于零且小于或等于Integer.MAX_VALUE，则它保持不变。如果它大于Integer.MAX_VALUE但仍在无符号范围内，那么要将其存储在int中，则需要将2^31添加到它，由于添加溢出被定义为的方式将其转换为正确的值一个手术。除了像int这样的二进制基元外，溢出和下溢只会导致计数器复位并继续计数。

int min = Integer.MIN_VALUE;   // -2147483648 
int max = Integer.MAX_VALUE;   // 2147483647 
int overByOne = Integer.MAX_VALUE + 1; // -2147483648 : same as Integer.MIN_VALUE 
int underByOne = Integer.MIN_VALUE - 1; // 2147483647 : same as Integer.MAX_VALUE

他们行使只是要求你看看Integer类和测试出无符号运算的各种（新中Java8）方法。 Java没有无符号整数原语，但为了Integer类中的某些新方法的目的，可以将int值视为无符号。

来源

2015-01-13 22:21:42

Java 8无符号整数加法和潜在溢出

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