Java整數溢出：為什么int類型的最大值乘以2結果是-2？

Java整數溢出詳解：深入探討int類型溢出機制

Java程序中，理解整數類型的取值范圍和溢出行為至關重要。本文將分析一個int類型溢出案例，并解釋其底層機制。

問題： Java中int的取值范圍是-2,147,483,648到2,147,483,647。當計算結果超出此范圍，會發生什么？例如：

public static void main(String[] args) {     int num = 2147483647;     int numGreater = num * 2;     System.out.println(numGreater); // 輸出 -2 }

代碼中，num賦值為int最大值，乘以2后，預期結果應遠大于最大值，但實際輸出是-2。類似地，num + 1的結果是-2,147,483,648。這是為什么？

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答案：整數溢出。 當整數運算結果超出其數據類型表示范圍時，發生溢出。Java使用補碼表示整數。補碼中，最高位是符號位。溢出時，結果會進行模2³²運算（對于int類型）。

在第一個例子中，2,147,483,647 * 2 = 4,294,967,294，超過了int的最大值。對2³² (4,294,967,296)取模后：4,294,967,294 % 4,294,967,296 = 4,294,967,294。在32位補碼表示中，此值對應-2。

第二個例子中，2,147,483,647 + 1 = 2,147,483,648。對2³²取模后結果為0，在補碼表示中對應-2,147,483,648。

這些結果并非異常，而是整數溢出后，根據補碼和模運算規則產生的結果。不同編程語言的整數溢出處理方式可能略有不同，但基本原理相似，因為這種實現方式效率最高。

以上就是Java整數溢出：