【问题标题】：Weird behaviour of byte in javajava中字节的奇怪行为
【发布时间】：2016-03-26 16:14:30
【问题描述】：

我有这个代码：

public class First
{
    public static void main(String[] args)
    {
        byte b=50;
        byte c=b*2;  //Error    
        byte d=50*2;   //d=100
        byte e=(byte)258;   //e=258%256;
        byte f=(byte)128;  //f=128%256;
    }
}

我知道任何涉及byte 的算术表达式都是第一提升为int，然后执行。因此我期望 d=50*2 也报错，因为50*2 的结果是int 值，我们将其存储在 byte 中，没有任何显式类型转换。如果 Java 隐式进行强制转换，为什么 c=b*2 会报告错误？
我知道如果我想存储一个值不在byte 变量的范围内，那么我必须显式键入将其转换为 byte 并且将存储的值就是该值模 256（字节大小）。所以，byte f=(byte)128为什么会返回 -128?由于128 % 256 = 128，所以我期望的是f=128，但它返回-128。为什么？

非常感谢。

【问题讨论】：

50*2 是编译时的常量。 128 超出字节范围。

标签： java int type-conversion byte type-promotion

【解决方案1】：

Java 中的自动类型提升

除了赋值之外，还有一个地方可能会发生某些类型的转换：即在表达式中。

要了解原因，请考虑以下问题。在表达式中，精度所需的中间值有时会超出任一操作数的范围。

例如，检查以下表达式：

byte a = 40;
byte b = 50;
byte c = 100;
int d = a * b / c;

中间项a * b的结果很容易超出其任一字节操作数的范围。为了处理这类问题，Java 在计算表达式时自动将每个byte、short 或char 操作数提升为int。

这意味着子表达式a*b 是使用整数而不是字节执行的。因此，即使 a 和 b 都指定为字节类型，中间表达式 50 * 40 的结果 2,000 也是合法的。

尽管自动提升很有用，但它们可能会导致编译时混乱错误。

例如，这个看似正确的代码导致了一个问题：

byte b = 50;
b = b * 2; // Error! Cannot assign an int to a byte!

代码试图将 50 * 2（一个完全有效的 byte 值）存储回 byte 变量中。但是，由于在计算表达式时操作数被自动提升为int，因此结果也被提升为int。因此，表达式的结果现在是int 类型，如果不使用cast，就不能将其分配给byte。

即使在这种特殊情况下，分配的值仍然适合目标类型，也是如此。如果您了解溢出的后果，则应使用显式强制转换，例如

byte b = 50;
b = (byte)(b * 2);

产生正确的值 100。

【讨论】：

【解决方案2】：

这是因为50*2; 将在编译时解析，而b*2; 将在运行时解析。因此，在编译时，Java 编译器确定 50*2; 的结果将为 100。但在 b*2; 的情况下，正如您还提到的，算术运算的结果是 int，编译器无法确定结果是否可以超过 byte 限制，因此它会抱怨并希望您通过强制转换或更改类型来确保事情发生。

您可以使用javap -v Test.class 进行验证。见下文：

 public static void main(java.lang.String[]);
   flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
   Code:
     stack=2, locals=2, args_size=1
        0: bipush        100
        2: istore_1
        3: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        6: iload_1
        7: invokevirtual #3                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
       10: return
     LineNumberTable:
       line 4: 0
       line 5: 3
       line 6: 10

关于你的第二个问题，@Eran 已经解释了使用 128 和 258 的位表示，你可以进一步阅读JLS §5.1.3. Narrowing Primitive Conversion

有符号整数到整数类型 T 的窄化转换简单地丢弃除 n 个最低位之外的所有位，其中 n 是数字用于表示类型 T 的位。除了可能丢失有关数值大小的信息，这可能会导致结果值的符号与输入的符号不同价值。

【讨论】：

【解决方案3】：

关于你的第二个问题，当你向下转换数字类型时，输入的低位用于初始化输出。

因此，二进制表示为0......010000000 的int128 变成了字节10000000（取低8 位），即-128。

另一方面，258 是 0........01000000010，当你取低 8 位时，你会得到 00000010，即 2。

【讨论】：