第 5 天的問題

下面的程序是對兩個十六進制（hex）字面常量進行相加，然后打印出十六進制的結(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

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

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

但是十六進制和八進制字面常量并不是這么回事，它們可以具有正的以及負的數(shù)值。如果十六進制和八進制字面常量的最高位被置位了，那么它們就是負數(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，所以它是一個負數(shù)。它等于十進制數(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，尤其是十六進制和八進制字面常量無需顯式的減號符號就可以表示負的數(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：負的十六進制和八進制字面常量應(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);
    }
}