本文介绍数据运算的溢出、类型转换和运算符优先级等知识。

溢出

Java中的几种数据类型都有其能表示的范围。

public class NumOverflow {
  public static void main(String[] args) {
    int intMin = Integer.MIN_VALUE;
    int intMax = Integer.MAX_VALUE;
​
    long longMin = Long.MIN_VALUE;
    long longMax = Long.MAX_VALUE;
​
    System.out.println("int 的范围为 " + intMin + " ~ " + intMax);
    System.out.println("long 的范围为 " + longMin + " ~ " + longMax);
  }
}
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输出的结果为:

int 的范围为 -2147483648 ~ 2147483647
long 的范围为 -9223372036854775808 ~ 9223372036854775807
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思考一个问题，如果在一个int类型的变量加上某一个值后，超过了int能表示的最大值，那么结果是什么呢，程序会报错吗？

public class NumOverflow {
  public static void main(String[] args) {
    int intMin = Integer.MIN_VALUE;
    int intMax = Integer.MAX_VALUE;
​
    int a = intMax + 10;
    int b = intMin - 10;
    // -2147483639
    System.out.println(a);
    // 2147483638
    System.out.println(b);
  }
}
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实际上程序并没有报错，它仍然会正常计算，只不过符号位改变了，导致结果不符合我们的预期。

2147483647:  0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
+10:         0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
————————————————————————————————————————————————————
-2147483639: 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1001                                     
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溢出问题看似是小问题，但往往会成为各大公司的研发团队的绊脚石。

比如，在公司发展的初期，可能把用户id、商品id等字段定义为int类型，或者是前后端定义的数据类型不一致，随着数据量的持续增长，数据发生了溢出，造成线上故障。这时候，研发团队就会花一些精力去排查各个产线的数据溢出隐患。

整数运算在除数为0时会报错，而浮点数运算在除数为0时，不会报错，但会返回几个特殊值：

• NaN表示Not a Number
• Infinity表示无穷大
• -Infinity表示负无穷大

例如：

public class FloatOverflow {
  public static void main(String[] args) {
    // NaN
    double d = 0.0 / 0;
    // Infinity
    double e = 10.0 / 0;
    // -Infinity
    double f = -10.0 / 0;
​
    System.out.println(e);
​
    System.out.println(Double.isNaN(d));
    System.out.println(Double.isFinite(e));
    System.out.println(Double.isInfinite(f));
  }
}
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Double类提供了三个方法来判断浮点数是否是无限大，是否不是一个数字。

类型转换

两个数进行运算时，会进行隐式的转换，把其中一种类型转换为另一种类型，两种相同类型的变量再进行操作。

隐式转换的规则是向箭头指向的方向进行转换。

• 有double操作数，另一个数就转double；
• 有float，就转float；
• 有long，就转long；
• 其他情况都转int；

上图中，橙色箭头是无损精度的转换，黑色箭头是有损精度的转换。

除了隐式转换外，Java运行强制类型转换。比如：

public class NumberCast {
  public static void main(String[] args) {
    double f = 89.98;
    // a = 89
    int a = (int) f;
​
    long b = 900L;
    a = (int) b;
    
    // 向上转换，不需要强制转换
    long c = a;
  }
}
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运算符优先级

记住几个关键点：

• 括号优先级最高，赋值运算符最低；
• 加减乘除四则运算符合数学中的优先级定义；
• 自增自减高于算术运算符；
• 算术运算符高于移位和关系运算符。

在写程序的时候，如果不确定运算符的结合性和优先级，可以加入括号使代码可读性更高，也减少出错的可能。

总结

• 溢出可能造成运行结果不符合预期，写代码时要注意。
• 类型转换分隐式转换和强制转换。隐式转换会自动向上转换。
• 运算符区分优先级，不确定时加括号。

Info
以上代码托管在github上。