perché Integer.MAX_VALUE + 1== Integer.MIN_VALUE?

Question

System.out.println(Integer.MAX_VALUE + 1 == Integer.MIN_VALUE);

è vero.

Capisco che il numero intero in Java è a 32 bit e non può andare oltre 2 ³¹ -1, ma non riesco a capire perché l'aggiunta di 1 al suo MAX_VALUE risulta in MIN_VALUE e non in qualche tipod'eccezione.Senza menzionare qualcosa come la conversione trasparente in un tipo più grande, come fa Ruby.

Questo comportamento è specificato da qualche parte?Posso fare affidamento su di esso?

Answer 1

Perché il numero intero trabocca.Quando eccede, il valore successivo è Integer.MIN_VALUE. JLS pertinente

Se un'addizione di interi va in overflow, il risultato sono i bit di ordine inferiore della somma matematica rappresentati in un formato con complemento a due sufficientemente grande.Se si verifica un overflow, il segno del risultato non è lo stesso del segno della somma matematica dei due valori dell'operando.

Answer 2

Lo spazio di archiviazione intero viene sovraccaricato e ciò non è indicato in ogni modo, come affermato in JSL 3a Ed. :

Gli operatori interi incorporati non indicano in alcun modo overflow o underflow. Gli operatori interi possono lanciare un NullPointerException se la conversione unboxing (§5.1. 8) di un riferimento nullo è obbligatorio. Oltre a questo, gli unici operatori interi che possono generare un'eccezione (§11) sono l'operatore di divisione intero / (§15.17.2) e l'operatore di resto intero % (§15.17.3) , che lancia un ArithmeticException se l'operando di destra è zero, e gli operatori di incremento e decremento ++ ( §15.15.1 , §15.15.2 ) e -- ( §15. 14.3 , §15.14.2 ), che può generare un OutOfMemoryError se la conversione di boxe (§ 5.1.7) è necessario e la memoria disponibile non è sufficiente per eseguire la conversione.

Esempio in una memoria a 4 bit:

MAX_INT: 0111 (7)
MIN_INT: 1000 (-8)

MAX_INT + 1:

 0111+
 0001
 ----
 1000

Answer 3

Devi capire come vengono rappresentati i valori interi in forma binaria e come funziona l'addizione binaria. Java utilizza una rappresentazione chiamata complemento a due, in cui il primo bit del numero rappresenta il suo segno. Ogni volta che aggiungi 1 al java Integer più grande, che ha un segno di bit pari a 0, il suo segno di bit diventa 1 e il numero diventa negativo.

Questo link spiega con maggiori dettagli: http://www.cs.grinnell.edu/~rebelsky/Espresso/Readings/binary.html#integers-in-java

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La specifica del linguaggio Java tratta questo comportamento qui: http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se6/html/expressions.html#15.18.2

Se un'addizione di interi va in overflow, il risultato sono i bit di ordine inferiore della somma matematica rappresentati in un formato con complemento a due sufficientemente grande. Se si verifica un overflow, il segno del risultato non è lo stesso del segno della somma matematica dei due valori dell'operando.

Il che significa che puoi fare affidamento su questo comportamento.

Answer 4

Sulla maggior parte dei processori, le istruzioni aritmetiche non hanno alcuna modalità di errore in caso di overflow.Impostano una bandiera che deve essere controllata.Questa è un'istruzione extra quindi probabilmente più lenta.Affinché le implementazioni del linguaggio siano il più veloci possibile, le lingue vengono spesso specificate per ignorare l'errore e continuare.Per Java il comportamento è specificato nel JLS .Per C, il linguaggio non specifica il comportamento, ma i processori moderni si comporteranno come Java.

Credo che ci siano proposte per (imbarazzanti) librerie Java SE 8 da lanciare in caso di overflow, così come operazioni non firmate.Un comportamento, credo popolare nel mondo DSP, è quello di bloccare i valori al massimo, quindi Integer.MAX_VALUE + 1 == Integer.MAX_VALUE [non Java].

Sono sicuro che i linguaggi futuri useranno int di precisione arbitraria, ma non ancora per un po '.Richiede un design del compilatore più costoso per essere eseguito rapidamente.

Answer 5

Lo stesso motivo per cui la data cambia quando si oltrepassa la linea della data internazionale: c'è una discontinuità lì.È integrato nella natura dell'addizione binaria.

Answer 6

Questo è un problema ben noto correlato al fatto che i numeri interi sono rappresentati come complemento a due al livello binario.Quando aggiungi 1 al valore massimo del numero di complemento a due, ottieni il valore minimo.Onestamente, tutti gli interi si comportavano in questo modo prima che esistesse java e la modifica di questo comportamento per il linguaggio Java avrebbe aggiunto più overhead alla matematica dei numeri interi e confusi programmatori provenienti da altri linguaggi.

Answer 7

When you add 3 (in binary 11) to 1 (in binary 1), you must change to 0 (in binary 0) all binary 1 starting from the right, until you got 0, which you should change to 1. Integer.MAX_VALUE has all places filled up with 1 so there remain only 0s.

Answer 8

Cause overflow and two-compliant nature count goes on "second loop", we was on far most right position 2147483647 and after summing 1, we appeared at far most left position -2147483648, next incrementing goes -2147483647, -2147483646, -2147483645, ... and so forth to the far most right again and on and on, its nature of summing machine on this bit depth.

Some examples:

int a = 2147483647;

System.out.println(a);

gives: 2147483647

System.out.println(a+1);

gives: -2147483648 (cause overflow and two-compliant nature count goes on "second loop", we was on far most right position 2147483647 and after summing 1, we appeared at far most left position -2147483648, next incrementing goes -2147483648, -2147483647, -2147483646, ... and so fores to the far most right again and on and on, its nature of summing machine on this bit depth)

System.out.println(2-a); 

gives:-2147483645 (-2147483647+2 seems mathematical logical)

System.out.println(-2-a);

gives: 2147483647 (-2147483647-1 -> -2147483648, -2147483648-1 -> 2147483647 some loop described in previous answers)

System.out.println(2*a);

gives: -2 (2147483647+2147483647 -> -2147483648+2147483646 again mathematical logical)

System.out.println(4*a);

gives: -4 (2147483647+2147483647+2147483647+2147483647 -> -2147483648+2147483646+2147483647+2147483647 -> -2-2 (according to last answer) -> -4)`