Java：为什么“长”数会变成负数？答案

【问题标题】：Java: Why does "long" number get negative?Java：为什么“长”数会变成负数？
【发布时间】：2015-11-13 09:23:52
【问题描述】：

我有这个代码：

    long i = 0;
    while (true) {  
        i += 10*i + 5;
        System.out.println(i);
        Thread.sleep(100);      
    }

为什么long i 在打印几次后变成负数？如果超出范围，不应该出现错误吗？

【问题讨论】：

寻找Overflow of long / integer values
"如果超出范围，不应该出现错误吗？" specification 的哪一点让你得出这个结论？
自己写：stackoverflow.com/questions/1657834/…

标签： java long-integer

【解决方案1】：

如果在最大值之后增加一个数字，Java 不会抛出错误。如果您希望有这种行为，您可以使用 Java 8 中的 Math.addExact(long x, long y) 方法。如果您通过 Long.MAX_VALUE，此方法将抛出 ArithmeticException。

Java 不抛出异常并且您收到负数的原因与数字的存储方式有关。对于长原语，第一个字节用于指示数字的符号（0 -> 正数，1 -> 负数），而其余字节用于数值。这意味着最大的正值Long.MAX_VALUE 将存储为 01111...111（0 后跟 63 位 1）。由于您向 Long.MAX_VALUE 添加了一个数字，您将开始接收负整数，因为符号字节变为 1。这意味着您有一个数字溢出，但 Java 不会引发此错误。

【讨论】：

【解决方案2】：

如果操作溢出，结果会回到最小值并从那里继续。

没有抛出异常。

如果您的代码可能溢出，您可以改用BigInteger。

【讨论】：

【解决方案3】：

Mathjavadoc 的摘录：

“平台使用带符号的二进制补码整数算术与 int 和 long 原始类型。开发人员应选择原始类型以确保算术运算始终产生正确的结果，这在某些情况下意味着运算不会溢出值范围计算。最佳实践是选择原始类型和算法以避免溢出。"

对于 Java 8：

"在size为int或long且需要检测溢出错误的情况下，addExact、subtractExact、multiplyExact、toIntExact方法在结果溢出时抛出ArithmeticException。对于除法、绝对值等其他算术运算，递增、递减和取反溢出仅发生在特定的最小值或最大值时，应酌情检查最小值或最大值"

【讨论】：