JAVA中令人眼花撩乱的数字魔法

太过爱你忘了你带给我的痛 2021-12-23 08:57 197阅读 0赞

五月的深圳空气中弥漫起初夏的味道，淡淡的，暖暖的。春日里不太张扬的阳光也掺入这股气息…(烟哥好文采!)  
这天，我愉快的喝着霸气芝士莓莓莓。一边东张西望，寻找着可以装13的机会。一切正如下面这张图这样

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QQ截图20190625170052.png

这时，小刘出现了！没错，就是那个大家期待的小刘出现了！她拿着一本《XXXjava笔试指南》来找我。  
只见小刘娴熟的打开这本书，望着整本书满满的笔记，我不禁猜测道:"小刘如此热衷于学习，一定还是单身。"想到这里，我不禁更有回答的动力了(没错，我就是这种人！)。

### 缓存问题 ###

小刘翻到某一页后，指出下面这样一道题

public static void main(String[] args){ Integer a = 50; Integer b = 50; Integer c = 150; Integer d = 150; System.out.println(a==b); System.out.println(c==d);}

输出结果为

truefalse

然后询问我具体缘由。  
我看完以后，内心正(wei)直(suo)的笑了笑，心里想道:"这不是几年前的老题目了么，怎么现在还在考！"  
我回答道:"其实很简单，原理是下面这样滴！"  
JAVA编译器编译Integer a = 50的时候,被翻译成Integer a = Integer.valueOf(50);

而`valueOf`的源码是下面这样的

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QQ截图20190625165948.png

看到了嘛，Integer内部有一个`IntegerCache`缓存。对于值范围在-128到127之间的数，会进行缓存。因此a和b范围在-128到127之间，所以指向的是同一个对象，所以判断结果是`true`。而c和d在128之外，所以每次都是返回一个新对象，所以判断结果是`false`。  
听到这里，小刘似乎很满意的准备打道回府。  
"不行，怎么能这样让小刘离开。我得多和小刘说说话！"  
于是，我说道:"小刘啊，其实java笔试里关于数值方面的陷阱，可以玩出很多花样，你了解多少？"  
很自然的，小刘的表情是下面这样的

### 越界问题 ###

我说道:"这样吧，先问你一个问题。`Math.abs(Integer.MIN_VALUE))`的结果是正数还是负数?"  
小刘:"`Math.abs`是绝对值运算，结果应该是正数吧。"  
我:"不对，还是负数。Integer的范围为-2147483648~2147483647。不过我们先来看一眼`abs`函数的源码，如下所示"

public static int abs(int a) {    return (a < 0) ? -a : a;}

我:"看了源码，其实很明显，绝对值运算的原理是判断这个数是否大于零，如果小于零则取负值。OK，回到我们题目。"

`Integer.MIN_VALUE`，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。取负数(反码+1)则为 0x7fffffff+1，也就是 0x80000000。你会发现对`Integer.MIN_VALUE`取负值还是本身。因此，结果还是负数。

小刘:"那你这套理论对`Long`、`Short`、`Byte`都成立么?"  
我:"是的，都是成立的，原理都一样。你可以回去测试一下如下代码"

Short num =(short)Math.abs(Short.MIN_VALUE));System.out.println(num);

小刘望着这些代码，陷入了思考…  
突然，小刘回答道:"好像，之前我有看到一个题目是这样的。是否存在一个数i，可以使其满足`i+1<i`，这样看来，这个i就是`Integer.MAX_VALUE`，因为加完1就溢出了变为负值了。"  
听小刘说道这里，我换了一个角度问:"是否存在一个数，满足`i != 0 && i == -i`"  
小刘想了下，机智的回答道:"其实还是`Integer.MIN_VALUE`，原因你刚才说过了！"  
唉，没想到小刘领悟如此的快！

### 浮点奥秘 ###

我感慨小刘领悟速度的同时，加大难度问道:"是否存在一个数，满足`i==i+1`？"  
小刘突然懵了，答道:"好像..似乎..应该一个数永远不会等于自己加一。"  
看见小刘懵圈的眼神，我只见自己装13的目的已经达到，便不再卖关子…  
烟哥回答道:"有没听过一句话，无穷大加一个常数还是无穷大！所以，下面的例子输出为`true`"

double i = Double.POSITIVE_INFINITY;System.out.println(i == i+1);

小刘反怼我，说道:"其实，无穷大减去一个常数也是无穷大。所以下面例子也是输出为`true`，而且无穷小也有类似的特性。"

double i = Double.POSITIVE_INFINITY;System.out.println(i == i-1);

我满意的点了点头，感慨小刘成长真快！  
突然，灵光一闪，我补充道:"你知不知道有一个数可以满足`i!=i`？"  
小刘再次陷入了深思…嘴里嘟囔道:"奇怪，还有一个数可以自己不等于自己么?"  
望着小刘愁眉苦脸的眼神 ，我答道:"对，有一个不是数值的值，它就是`NaN`，翻译过来就是(Not a Number)，因此下面的输出是为`true`！"

double i = Double.NaN;System.out.println(i != i);

### 结局 ###

在我一阵装13后，决定暴露自己的本性。问道:"小刘，你有对象了么?"  
小刘答道:"你是个好人，然而我已经有对象了！"  
"Boom！"

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