标签:java 反常识 小知识
六、Q:请为 i!=0 && i ==-1 提供一个声明,使得其成立。
分析:在布尔表达式(i != 0 && i == -i)中,一元减号操作符作用于 i,这意味着它的类型必须是数字型的:一元减号操作符作用于一个非数字型操作数是非法的。因此,我们要寻找一个非 0 的数字型数值,它等于它自己的负值。NaN 不能满足这个属性,因为它不等于任何数值,因此,i 必须表示一个实际的数字。肯定没有任何数字满足这样的属性吗?嗯, 没有任何实数具有这种属性,但是没有任何一种 Java 数值类型能够对实数进行完美建模。 浮点数值是用一个符号位、一个被通俗地称为尾数(mantissa)的有效数字以及一个指数来表示的。除了 0 之外,没有任何浮点数等于其符号位反转之后的值,因此 i 的类型必然是整数型的。有符号的整数类型使用的是 2 的补码算术运算:为了对一个数值取其负值,你要反转其每一位,然后加 1。2 的补码算术运算的一个很大的优势是,0 具有唯一的表示形式。如果你要对 int 数值 0 取负值,你将得到 0xffffffff+1,它仍然是 0。但是,这也有一个相应的不利之处,总共存在偶数个 int 数值(准确地说有2^32 个),其中一个用来表示 0,这样就剩下奇数个 int 数值来表示正整数和负整数,这意味着正的和负的 int 数值的数量必然不相等。这暗示着至少有一个 int数值,其负值不能正确地表示成为一个 int 数值。事实上, 恰恰就有一个这样的 int 数值,它就是 Integer.MIN_VALUE,即-2^31。它的十六进制表示是 0x80000000。其符号位为 1,其余所有的位都是 0。如果我们对这个值取负值,那么我们将得到 0x7fffffff+1, 也就是 0x80000000,即Integer. MIN_VALUE! 换句话说,Integer.MIN_VALUE 是它自己的负值,Long.MIN_VALUE 也是一样。对这两个值取负值将会产生溢出,但是 Java 在整数计算中忽略了溢出。
A:下面的声明将使得布尔表达式(i != 0 && i == -i)的计算结果为true:int i = Integer.MIN_VALUE;下面这个也可以:long i = Long.MIN_VALUE;
总结:如果你对取模运算很熟悉,那么很有必要指出,这个谜题也可以用代数方法解决。Java 的 int 算术运算是实际的算术运算对 2^32 取模的运算,因此本谜题需要一个对这种线性全等的非 0 解决方案:i ≡ -i(mod 2^32);将 i 加到恒等式的两边,我们可以得到:2i ≡ 0(mod 2^32);对这种全等的非 0 解决方案就是 i = 2^31。尽管这个值不能表示成为一个 int,但是它是和-2^31 全等的,即与 Integer.MIN_VALUE 全等。总之,Java 使用 2 的补码的算术运算,它是非对称的。对于每一种有符号的整数类型(int、long、byte 和 short),负的数值总是比正的数值多一个,这个多出来的值总是这种类型所能表示的最小数值。对 Integer.MIN_VALUE取负值得到的还是它没有改变过的值,Long.MIN_VALUE 也是如此。对Short. MIN_VALUE取负值并将所产生的 int 数值转型回 short,返回的同样是最初的值(Short.MIN_VALUE)。对 Byte.MIN_VALUE 来说,也会产生相似的结果。
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