解密Java中的类型转换问题

曾经终败给现在 2023-10-17 15:27 64阅读 0赞

众所周知Java中的数据类型是强数据类型，基本数据类型之间的转换尤其固定的规则，当数据宽度比较窄的数据类型（如int）转换成数据类型比较宽的数据类型时（如double），则窄的数据类型会加宽，可以完成自动类型转换，这称为隐式转换。

如：以下代码没有任何问题，结果也是正确的，成绩不会发生变化，所不同的是成绩的精度提高了。

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> 
    <div>
      2 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code>intintScore&nbsp;=&nbsp;</code> 
      <code>96</code> 
      <code>;</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>doubledoubleScore&nbsp;=&nbsp;intScore;</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

那么如果试图把宽的数据类型（如double）转换成窄的数据类型（如float）时，编译器会提示编译错误，想要编译通过，需要进行强制类型转换。那么，此时的数据会发生截断。产生的结果是：

1. 数据正确，只是精度降低了；

2. 数据不正确，发生了溢出；

对于上述第1种情况，比较好理解，我们来看个例子：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> 
    <div>
      2 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code>float</code>&nbsp; 
      <code>floatWeight=&nbsp;</code> 
      <code>63.5</code> 
      <code>;&nbsp;</code> 
      <code>//编译错误</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>double</code>&nbsp; 
      <code>doubleWeight=&nbsp;</code> 
      <code>63.5</code> 
      <code>;</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

上述第一条语句会提示编译错误，那是因为编译器看到63.5时，会把它当做一个double类型，把一个double类型赋给float类型，当然编译不通过了。推荐的解决方案是：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code>float</code>&nbsp; 
      <code>floatWeight&nbsp;=&nbsp;</code> 
      <code>63</code> 
      <code>.5f;</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

当然，你也可以强制转换成float类型：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code>float</code>&nbsp; 
      <code>floatWeight&nbsp;=&nbsp;(</code> 
      <code>float</code> 
      <code>)</code> 
      <code>63.5</code> 
      <code>;</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

其实，上述语句本质是把double类型的数据强制转换成float类型，发生了截断。虽然数据的大小没有变化，但是数据的精度却降低了。

同理：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> 
    <div>
      2 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code>doubleWeight&nbsp;=&nbsp;floatWeight;&nbsp;</code> 
      <code>//隐式转换</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>floatWeight&nbsp;=&nbsp;(</code> 
      <code>float</code> 
      <code>)doubleWeight;</code> 
      <code>//强制转换</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

现在，问题来了，既然是截断，怎么会产生溢出呢？我们先来看个例子：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> 
    <div>
      2 
    </div> 
    <div>
      3 
    </div> 
    <div>
      4 
    </div> 
    <div>
      5 
    </div> 
    <div>
      6 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code>shorti&nbsp;=&nbsp;</code> 
      <code>150</code> 
      <code>;</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>shortj&nbsp;=&nbsp;</code> 
      <code>75</code> 
      <code>;</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>byteb&nbsp;=&nbsp;(</code> 
      <code>byte</code> 
      <code>)&nbsp;i;&nbsp;</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>byted&nbsp;=&nbsp;(</code> 
      <code>byte</code> 
      <code>)&nbsp;j;&nbsp;</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>System.out.println(</code> 
      <code>"b&nbsp;=&nbsp;"</code>&nbsp; 
      <code>+&nbsp;b);</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>System.out.println(</code> 
      <code>"d&nbsp;=&nbsp;"</code>&nbsp; 
      <code>+&nbsp;d);</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

以上代码的输出结果是：

b = -106

d = 75

看到结果，不免会问为什么b=-106呢？这是因为强制转换时发生溢出。由于150超出了byte能够表示的最大范围（\-128 ~ 127）。

那么\-106又是如何得来的呢？

i = 150,用二进制表示i = 0000 0000 1001 0110，short类型占2个字节，16位，最高位的0表示正数。当把i强制转换成byte类型时，高位发生截断，i = 1001 0110。在计算机中，用补码表示，最高位的1表示负数，那么用原码表示的话：i = 1110 1010，正好表示十进制数\-106。

至此，也就解释了为什么截断也可能会发生溢出。

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