避免 Java 中的整数下溢和上溢：不容忽视的隐形陷阱

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2024-03-20 17:20:24

## 整数下溢和上溢：Java 中的隐形陷阱

### 理解下溢和上溢

Java 中的整数类型以补码形式存储，这意味着它们用符号位指示正负。当一个整数的绝对值超出其数据类型表示范围时，就会出现下溢或上溢。

下溢： 当一个负数的绝对值超过其数据类型的最小值时，就会发生下溢。
上溢： 当一个正数的绝对值超过其数据类型的最大值时，就会发生上溢。

### 检测和防止下溢和上溢

Java 没有内置机制来检测整数下溢或上溢。但是，你可以使用以下方法进行手动检查：

#### 检测方法：

try-catch 块： 使用 try-catch 块捕获算术操作中的 ArithmeticException 异常。
比较结果： 将算术操作的结果与预期结果进行比较。如果结果不同，可能发生了下溢或上溢。
使用无符号类型： 对于非负整数，使用无符号类型（如 int 或 long）。无符号类型不会发生下溢，因为它们的最小值始终为 0。

#### 预防措施：

使用适当的数据类型： 选择与存储值范围匹配的数据类型。
检查输入： 在进行算术操作前，检查输入值是否在预期范围内。
使用安全数学库： 使用提供安全数学运算的库，如 Google Guava 的 IntMath 类。

### 示例代码

下面是检测整数下溢和上溢的示例代码：

import java.util.Scanner;

public class IntegerOverflowUnderflow {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        System.out.print("请输入一个整数：");
        int number = scanner.nextInt();

        if (number < Integer.MIN_VALUE) {
            System.out.println("发生了下溢！");
        }

        if (number > Integer.MAX_VALUE) {
            System.out.println("发生了上溢！");
        }
    }
}