Java 解惑知多少一

本系列内容来源于《JAVA解惑》一书

数值表达式

1. 奇偶判断
不要使用 i % 2 == 1 来判断是否是奇数，因为i为负奇数时不成立，请使用 i % 2 != 0 来判断是否是奇数，或使用
高效式 (i & 1) != 0来判断。

2. 小数精确计算

System.out.println(2.00 -1.10);//0.8999999999999999  

上面的计算出的结果不是 0.9，而是一连串的小数。问题在于1.1这个数字不能被精确表示为一个double，因此它被表
示为最接近它的double值，该程序从2中减去的就是这个值，但这个计算的结果并不是最接近0.9的double值。

一般地说，问题在于并不是所有的小数都可以用二进制浮点数精确表示。

二进制浮点对于货币计算是非常不适合的，因为它不可能将1.0表示成10的其他任何负次幂。

解决问题的第一种方式是使用货币的最小单位（分）来表示：

System.out.println(200-110);//90  

第二种方式是使用BigDecimal，但一定要用BigDecimal(String)构造器，而千万不要用BigDecimal(double)来构造（
也不能将float或double型转换成String再来使用BigDecimal(String)来构造，因为在将float或double转换成String
时精度已丢失）。例如new BigDecimal(0.1)，它将返回一个BigDecimal，也即
0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625，正确使用BigDecimal，程序就可以打印出我们所期
望的结果0.9：

System.out.println(new BigDecimal("2.0").subtract(new BigDecimal("1.10")));// 0.9

另外，如果要比较两个浮点数的大小，要使用BigDecimal的compareTo方法。

3. int整数相乘溢出
我们计算一天中的微秒数：

long microsPerDay = 24 * 60 * 60 * 1000 * 1000;// 正确结果应为：86400000000  
System.out.println(microsPerDay);// 实际上为：500654080  

问题在于计算过程中溢出了。这个计算式完全是以int运算来执行的，并且只有在运算完成之后，其结果才被提升为
long，而此时已经太迟：计算已经溢出。

解决方法使计算表达式的第一个因子明确为long型，这样可以强制表达式中所有的后续计算都用long运算来完成，这
样结果就不会溢出：

long microsPerDay = 24L * 60 * 60 * 1000 * 1000;  

4. 负的十六进制与八进制字面常量
“数字字面常量”的类型都是int型，而不管他们是几进制，所以“2147483648”、“0x180000000（十六进制，共33
位，所以超过了整数的取值范围）”字面常量是错误的，编译时会报超过int的取值范围了，所以要确定以long来表示
“2147483648L”、“0x180000000L”。

十进制字面常量只有一个特性，即所有的十进制字面常量都是正数，如果想写一个负的十进制，则需要在正的十进制
字面常量前加上“-”即可。

十六进制或八进制字面常量可就不一定是正数或负数，是正还是负，则要根据当前情况看：如果十六进制和八进制字
面常量的最高位被设置成了1，那么它们就是负数：

System.out.println(0x80);//128   
//0x81看作是int型，最高位(第32位)为0，所以是正数  
System.out.println(0x81);//129   
System.out.println(0x8001);//32769  
System.out.println(0x70000001);//1879048193   
//字面量0x80000001为int型，最高位(第32位)为1，所以是负数  
System.out.println(0x80000001);//-2147483647  
//字面量0x80000001L强制转为long型，最高位（第64位）为0，所以是正数  
System.out.println(0x80000001L);//2147483649  
//最小int型  
System.out.println(0x80000000);//-2147483648  
//只要超过32位，就需要在字面常量后加L强转long，否则编译时出错  
System.out.println(0x8000000000000000L);//-9223372036854775808  

从上面可以看出，十六进制的字面常量表示的是int型，如果超过32位，则需要在后面加“L”，否则编译过不过。如
果为32，则为负int正数，超过32位，则为long型，但需明确指定为long。

System.out.println(Long.toHexString(0x100000000L + 0xcafebabe));// cafebabe 

结果为什么不是0x1cafebabe？该程序执行的加法是一个混合类型的计算：左操作数是long型，而右操作数是int类型
。为了执行该计算，Java将int类型的数值用拓宽原生类型转换提升为long类型，然后对两个long类型数值相加。因为
int是有符号的整数类型，所以这个转换执行的是符号扩展。

这个加法的右操作数0xcafebabe为32位，将被提升为long类型的数值0xffffffffcafebabeL，之后这个数值加上了左操
作0x100000000L。当视为int类型时，经过符号扩展之后的右操作数的高32位是-1，而左操作数的第32位是1，两个数
值相加得到了0：
  0x 0xffffffffcafebabeL
+0x 0000000100000000L
-----------------------------
0x 00000000cafebabeL
如果要得到正确的结果0x1cafebabe，则需在第二个操作数组后加上“L”明确看作是正的long型即可，此时相加时拓
展符号位就为0：

System.out.println(Long.toHexString(0x100000000L + 0xcafebabeL));// 1cafebabe  

5. 窄数字类型提升至宽类型时使用符号位扩展还是零扩展

System.out.println((int)(char)(byte)-1);// 65535  

结果为什么是65535而不是-1？
窄的整型转换成较宽的整型时符号扩展规则：如果最初的数值类型是有符号的，那么就执行符号扩展（即如果符号位
为1，则扩展为1，如果为零，则扩展为0）；如果它是char，那么不管它将要被提升成什么类型，都执行零扩展。

了解上面的规则后，我们再来看看迷题：因为byte是有符号的类型，所以在将byte数值-1（二进制为：11111111）提
升到char时，会发生符号位扩展，又符号位为1，所以就补8个1，最后为16个1；然后从char到int的提升时，由于是
char型提升到其他类型，所以采用零扩展而不是符号扩展，结果int数值就成了65535。

如果将一个char数值c转型为一个宽度更宽的类型时，只是以零来扩展，但如果清晰表达以零扩展的意图，则可以考虑
使用一个位掩码：

int i = c & 0xffff;//实质上等同于：int i = c ;

如果将一个char数值c转型为一个宽度更宽的整型，并且希望有符号扩展，那么就先将char转型为一个short，它与
char上个具有同样的宽度，但是它是有符号的：

int i = (short)c;  

如果将一个byte数值b转型为一个char，并且不希望有符号扩展，那么必须使用一个位掩码来限制它：

char c = (char)(b & 0xff);// char c = (char) b;为有符号扩展

6. ((byte)0x90 == 0x90)?
答案是不等的，尽管外表看起来是成立的，但是它却等于false。为了比较byte数值(byte)0x90和int数值0x90，Java
通过拓宽原生类型将byte提升为int，然后比较这两个int数值。因为byte是一个有符号类型，所以这个转换执行的是
符号扩展，将负的byte数值提升为了在数字上相等的int值（10010000111111111111111111111111 10010000）。在本例中，该转换将(byte)0x90提升为int数值-112，它不等于int数值的0x90，即+144。

解决办法：使用一个屏蔽码来消除符号扩展的影响，从而将byte转型为int。

((byte)0x90 & 0xff)== 0x90  

7. 三元表达式（?:）

char x = 'X';  
int i = 0;  
System.out.println(true ? x : 0);// X  
System.out.println(false ? i : x);// 88 

条件表达式结果类型的规则：
（1） 如果第二个和第三个操作数具有相同的类型，那么它就是条件表达式的类型。
（2） 如果一个操作的类型是T，T表示byte、short或char，而另一个操作数是一个int类型的“字面常量”，并且
它的值可以用类型T表示，那条件表达式的类型就是T。
（3） 否则，将对操作数类型进行提升，而条件表达式的类型就是第二个和第三个操作被提升之后的类型。

现来使用以上规则解上面的迷题，第一个表达式符合第二条规则：一个操作数的类型是char，另一个的类型是字面常
量为0的int型，但0可以表示成char，所以最终返回类型以char类型为准；第二个表达式符合第三条规则：因为i为int
型变量，而x又为char型变量，所以会先将x提升至int型，所以最后的结果类型为int型，但如果将i定义成final时，
则返回结果类型为char，则此时符合第二条规则，因为final类型的变量在编译时就使用“字面常量0”来替换三元表
达式了：

final int i = 0;  
System.out.println(false ? i : x);// X 

在JDK1.4版本或之前，条件操作符 ?: 中，当第二个和延续三个操作数是引用类型时，条件操作符要求它们其中一个
必须是另一个的子类型，那怕它们有同一个父类也不行：

public class T {  
 public static void main(String[] args) {  
  System.out.println(f());  
 }  
 public static T f() {  
  // !!1.4不能编译，但1.5可以  
  // !!return true?new T1():new T2();  
  return true ? (T) new T1() : new T2();// T1  
 }  
}  
  
class T1 extends T {  
 public String toString() {  
  return "T1";  
 }  
}  
  
class T2 extends T {  
 public String toString() {  
  return "T2";  
 }  
}  

在5.0或以上版本中，条件操作符在延续二个和第三个操作数是引用类型时总是合法的。其结果类型是这两种类型的最
小公共超类。公共超类总是存在的，因为Object是每一个对象类型的超类型，上面的最小公共超类是T，所以能编译。

参考：http://jiangzhengjun.iteye.com/blog/652623