【java解惑】十六进制加法问题

标签：十六进制 补码 符号扩展

    如下代码：

public class Example005 {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("out1="
				+ Long.toHexString(0x100000000L + 0xcafebabe));
		System.out.println("out2="
				+ Long.toHexString(0x100000000L + 0xcafebabeL));
	}
}

    输出结果：

out1=cafebabe
out2=1cafebabe

    原因分析：

    首先要知道的一个问题是，十进制数是依靠前导一元操作符（+/-）来表达正负的。而十六进制、八进制、二进制在计算机中是用补码表示的。补码的优势在于：使用补码，可以将符号位和其它位统一处理；同时，减法也可按加法来处理。另外，两个用补码表示的数相加时，如果最高位（符号位）有进位，则进位被舍弃。在上述程序中，数字 0xcafebabe是一个 int 常量，它的最高位被置位了 ，所以它是一个负数。它等于十进制数值-889275714。

    out1执行的这个加法是一种混合类型的计算（mixed-type computation）：左操作数是 long 类型的，而右操作数是 int 类型的。为了执行该计算，Java 将int 类型的数值用拓宽原始类型转换提升为一个 long 类型，然后对两个 long 类型数值相加。因为 int 是一个有符号的整数类型，所以这个转换执行的是符合扩展：它将负的 int 类型的数值提升为一个在数值上相等的 long 类型数值。这个加法的右操作数0xcafebabe 被提升为了 long 类型的数值0xffffffffcafebabeL。这个数值之后被加到了左操作数 0x100000000L 上。当作为 int 类型来被审视时， 经过符号扩展之后的右操作数的高 32 位是-1，而左操作数的高 32 位是 1，将这两个数值相加就得到了 0，这也就解释了为什么在out1的前导 1 丢失了。

    在out2中，0xcafebabeL使用十六进制字面常亮来表示，避免了有破坏力的符号扩展，所以打印结果也就正确了。

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