第 5 天的問題

下面的程序是對兩個十六進(jìn)制（hex）字面常量進(jìn)行相加，然后打印出十六進(jìn)制的結(jié)果。這個程序會打印出什么呢？

public class JoyOfHex {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Long.toHexString(0x100000000L + 0xcafebabe));
    }
}

第 5 天問題的解答

看起來很明顯，該程序應(yīng)該打印出1cafebabe。畢竟，這確實就是十六進(jìn)制數(shù)字10000000016與cafebabe16的和。該程序使用的是long型運算，它可以支持16位十六進(jìn)制數(shù)，因此運算溢出是不可能的。

遺憾的告訴你，結(jié)果是cafebabe，并沒有任何前導(dǎo)的1。這個輸出表示的是正確結(jié)果的低32位，但是不知何故，第33位丟失了。

原因

十進(jìn)制字面常量具有一個很好的屬性，即所有的十進(jìn)制字面常量都是正的，而十六進(jìn)制或是八進(jìn)制字面常量并不具備這個屬性。

要想書寫一個負(fù)的十進(jìn)制常量，可以使用一元取反操作符（-）連接一個十進(jìn)制字面常量。以這種方式，你可以用十進(jìn)制來書寫任何int或long型的數(shù)值，不管它是正的還是負(fù)的，并且負(fù)的十進(jìn)制常數(shù)可以很明確地用一個減號符號來標(biāo)識。

但是十六進(jìn)制和八進(jìn)制字面常量并不是這么回事，它們可以具有正的以及負(fù)的數(shù)值。如果十六進(jìn)制和八進(jìn)制字面常量的最高位被置位了，那么它們就是負(fù)數(shù)。在這個程序中，數(shù)字0xcafebabe是一個int常量，它的最高位被置位了，所以它是一個負(fù)數(shù)。它等于十進(jìn)制數(shù)值-889275714。

該程序執(zhí)行的這個加法是一種"混合類型的計算（mixed-type computation）。左操作數(shù)是 long 類型的，而右操作數(shù)是 int 類型的。為了執(zhí)行該計算，Java將int類型的數(shù)值用拓寬原始類型轉(zhuǎn)換提升為一個long類型，然后對兩個long類型數(shù)值相加。因為int是一個有符號的整數(shù)類型，所以這個轉(zhuǎn)換執(zhí)行的是符合擴展，它將負(fù)的int類型的數(shù)值提升為一個在數(shù)值上相等的long類型數(shù)值。

解決辦法

System.out.println(Long.toHexString(0x100000000L + 0xcafebabeL));

這個加法的右操作數(shù)0xcafebabe被提升為了long類型的數(shù)值0xffffffffcafebabeL。這個數(shù)值之后被加到了左操作數(shù)0x100000000L上。當(dāng)作為int類型來被審視時，經(jīng)過符號擴展之后的右操作數(shù)的高32位是-1，而左操作數(shù)的高32位是1，將這兩個數(shù)值相加就得到了0，這也就解釋了為什么在程序輸出中前導(dǎo)1丟失了。

第 5 天問題的總結(jié)

這個題給我們的教訓(xùn)是：混合類型的計算可能會產(chǎn)生混淆，尤其是十六進(jìn)制和八進(jìn)制字面常量無需顯式的減號符號就可以表示負(fù)的數(shù)值。為了避免這種窘境，通常最好是避免混合類型的計算。

對于語言的設(shè)計者們來說，應(yīng)該考慮支持無符號的整數(shù)類型，從而根除符號擴展的可能性。可能會有這樣的爭辯：負(fù)的十六進(jìn)制和八進(jìn)制字面常量應(yīng)該被禁用，但是這可能會挫傷程序員，他們經(jīng)常使用十六進(jìn)制字面常量來表示那些符號沒有任何重要含義的數(shù)值。

今天的問題

轉(zhuǎn)型被用來將一個數(shù)值從一種類型轉(zhuǎn)換到另一種類型。下面的程序連續(xù)使用了三個轉(zhuǎn)型。那么它到底會打印出什么呢？

public class Multicast {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println((int) (char) (byte) -1);
    }
}