✅为什么对Java中的负数取绝对值结果不一定是正数?

典型回答

假如,我们要用Math.abs对一个Integer取绝对值的时候,如果用如下方式:

Math.abs(orderId.hashCode());   

得到的结果可能是个负数。原因要从Integer的取值范围说起,int的取值范围是-2^31 —— (2^31) - 1,即-2147483648 至 2147483647

那么,当我们使用abs取绝对值时候,想要取得-2147483648的绝对值,那应该是2147483648。但是,2147483648大于了2147483647,即超过了int的取值范围。这时候就会发生越界。

2147483647用二进制的补码表示是:01111111 11111111 11111111 11111111

这个数 +1 得到:10000000 00000000 00000000 00000000

这个二进制就是-2147483648的补码。

虽然,这种情况发生的概率很低,只有当要取绝对值的数字是-2147483648的时候,得到的数字还是个负数。

那么,如何解决这个问题呢?

既然是因为越界了导致最终结果变成负数,那就解决越界的问题就行了,那就是在取绝对值之前,把这个int类型转成long类型,这样就不会出现越界了。

如,前面我们取值逻辑修改为

Math.abs((long)orderId.hashCode()); 

就万无一失了。

大家可以执行下以下代码:

public static void main(String[] args) {
    System.out.println(Math.abs((long)Integer.MIN_VALUE));
}

得到的结果就是:

2147483648

扩展知识

整型的取值范围

Java中的整型主要包含byte、short、int和long这四种,表示的数字范围也是从小到大的,之所以表示范围不同主要和他们存储数据时所占的字节数有关。

先来个简单的科普,1字节=8位(bit)。java中的整型属于有符号数。

先来看计算中8bit可以表示的数字:

最小值:10000000 (-128)(-2^7) 最大值:01111111(127)(2^7-1)

整型的这几个类型中,

  • byte:byte用1个字节来存储,范围为-128(-2^7)到127(2^7-1),在变量初始化的时候,byte类型的默认值为0。
  • short:short用2个字节存储,范围为-32,768 (-2^15)到32,767 (2^15-1),在变量初始化的时候,short类型的默认值为0,一般情况下,因为Java本身转型的原因,可以直接写为0。
  • int:int用4个字节存储,范围为-2,147,483,648 (-2^31)到2,147,483,647 (2^31-1),在变量初始化的时候,int类型的默认值为0。
  • long:long用8个字节存储,范围为-9,223,372,036,854,775,808 (-2^63)到9,223,372,036, 854,775,807 (2^63-1),在变量初始化的时候,long类型的默认值为0L或0l,也可直接写为0。

超出范围怎么办

上面说过了,整型中,每个类型都有一定的表示范围,但是,在程序中有些计算会导致超出表示范围,即溢出。如以下代码:

int i = Integer.MAX_VALUE;     int j = Integer.MAX_VALUE;     int k = i + j;     System.out.println("i (" + i + ") + j (" + j + ") = k (" + k + ")");

输出结果:i (2147483647) + j (2147483647) = k (-2)

这就是发生了溢出,溢出的时候并不会抛异常,也没有任何提示。所以,在程序中,使用同类型的数据进行运算的时候,一定要注意数据溢出的问题。

原文: https://www.yuque.com/hollis666/xkm7k3/ikifo7