Tại sao int i = 1024 * 1024 * 1024 * 1024 biên dịch không có lỗi?

Giới hạn intlà từ -2147483648 đến 2147483647.

Nếu tôi nhập

int i = 2147483648;

sau đó Eclipse sẽ nhắc một gạch dưới màu đỏ trong "2147483648".

Nhưng nếu tôi làm điều này:

int i = 1024 * 1024 * 1024 * 1024;

nó sẽ biên dịch tốt

public class Test {
    public static void main(String[] args) {        

        int i = 2147483648;                   // error
        int j = 1024 * 1024 * 1024 * 1024;    // no error

    }
}

Có thể đó là một câu hỏi cơ bản trong Java, nhưng tôi không biết tại sao biến thể thứ hai không có lỗi.

Không có gì sai với tuyên bố đó; bạn chỉ cần nhân 4 số và gán nó cho một số nguyên, sẽ xảy ra tình trạng tràn. Điều này khác với việc gán một chữ duy nhất , sẽ được kiểm tra giới hạn tại thời gian biên dịch.

Chính nghĩa đen là nguyên nhân gây ra lỗi, không phải là bài tập :

System.out.println(2147483648);        // error
System.out.println(2147483647 + 1);    // no error

Ngược lại, một longnghĩa đen sẽ biên dịch tốt:

System.out.println(2147483648L);       // no error

Lưu ý rằng, trên thực tế, kết quả là vẫn tính tại thời gian biên dịch vì 1024 * 1024 * 1024 * 1024là một biểu thức hằng số :

int i = 1024 * 1024 * 1024 * 1024;

trở thành:

   0: iconst_0      
   1: istore_1      

Lưu ý rằng kết quả ( 0) chỉ được tải và lưu trữ, và không có phép nhân nào diễn ra.

Từ JLS §3.10.1 (cảm ơn @ChrisK đã đưa nó lên trong các bình luận):

Đó là lỗi thời gian biên dịch nếu một chữ số thập phân của loại intlớn hơn 2147483648(2 ³¹ ) hoặc nếu chữ thập phân 2147483648xuất hiện ở bất kỳ nơi nào khác ngoài toán hạng của toán tử trừ đơn vị ( §15.15.4 ).

1024 * 1024 * 1024 * 1024và 2147483648không có cùng giá trị trong Java.

Trên thực tế, 2147483648 KHÔNG NGAY CẢ GIÁ TRỊ (mặc dù 2147483648Llà) trong Java. Trình biên dịch theo nghĩa đen không biết nó là gì hoặc làm thế nào để sử dụng nó. Thế là nó rên rỉ.

1024là một int hợp lệ trong Java và một giá trị intnhân với một giá trị khác int, luôn luôn hợp lệ int. Ngay cả khi đó không phải là cùng một giá trị mà bạn mong đợi bằng trực giác vì tính toán sẽ tràn.

Thí dụ

Xem xét các mẫu mã sau:

public static void main(String[] args) {
    int a = 1024;
    int b = a * a * a * a;
}

Bạn có mong đợi điều này sẽ tạo ra một lỗi biên dịch không? Bây giờ nó trở nên trơn hơn một chút.
Điều gì xảy ra nếu chúng ta đặt một vòng lặp với 3 lần lặp và nhân trong vòng lặp?

Trình biên dịch được phép tối ưu hóa, nhưng nó không thể thay đổi hành vi của chương trình trong khi nó đang làm như vậy.

Một số thông tin về cách xử lý vụ việc này:

Trong Java và nhiều ngôn ngữ khác, số nguyên sẽ bao gồm một số bit cố định. Các tính toán không phù hợp với số bit đã cho sẽ tràn ra ; phép tính về cơ bản được thực hiện mô đun 2 ^ 32 trong Java, sau đó giá trị được chuyển đổi trở lại thành một số nguyên đã ký .

Các ngôn ngữ hoặc API khác sử dụng số bit động ( BigIntegertrong Java), đưa ra một ngoại lệ hoặc đặt giá trị thành giá trị ma thuật, chẳng hạn như số không.

Tôi không biết tại sao biến thể thứ hai không có lỗi.

Hành vi mà bạn đề xuất - nghĩa là tạo ra thông báo chẩn đoán khi tính toán tạo ra một giá trị lớn hơn giá trị lớn nhất có thể được lưu trữ trong một số nguyên - là một tính năng . Để bạn sử dụng bất kỳ tính năng nào, tính năng này phải được nghĩ đến, được coi là một ý tưởng tốt, được thiết kế, chỉ định, thực hiện, thử nghiệm, ghi lại và chuyển đến người dùng.

Đối với Java, một hoặc nhiều điều trong danh sách đó đã không xảy ra và do đó bạn không có tính năng này. Tôi không biết cái nào; bạn phải hỏi một nhà thiết kế Java.

Đối với C #, tất cả những điều đó đã xảy ra - khoảng mười bốn năm trước - và do đó, chương trình tương ứng trong C # đã tạo ra lỗi kể từ C # 1.0.

Ngoài câu trả lời của arshajii, tôi muốn chỉ ra một điều nữa:

Nó không phải là sự phân công gây ra lỗi mà chỉ đơn giản là việc sử dụng nghĩa đen . Khi bạn cố gắng

long i = 2147483648;

bạn sẽ nhận thấy nó cũng gây ra lỗi biên dịch vì phía bên tay phải vẫn là một inttiêu chuẩn và nằm ngoài phạm vi.

Vì vậy, các hoạt động với giá inttrị (và bao gồm cả các bài tập) có thể tràn mà không có lỗi biên dịch (và cũng không có lỗi thời gian chạy), nhưng trình biên dịch chỉ không thể xử lý các chữ quá lớn đó.

A: Bởi vì nó không phải là một lỗi.

Bối cảnh: Phép nhân 1024 * 1024 * 1024 * 1024sẽ dẫn đến tràn. Một tràn rất thường là một lỗi. Các ngôn ngữ lập trình khác nhau tạo ra hành vi khác nhau khi tràn xảy ra. Ví dụ, C và C ++ gọi đó là "hành vi không xác định" cho các số nguyên đã ký và hành vi được xác định là số nguyên không dấu (lấy kết quả toán học, thêm UINT_MAX + 1miễn là kết quả là âm, trừ UINT_MAX + 1khi kết quả lớn hơn UINT_MAX).

Trong trường hợp của Java, nếu kết quả của một hoạt động với intcác giá trị không nằm trong phạm vi được phép, về mặt khái niệm, Java sẽ cộng hoặc trừ 2 ^ 32 cho đến khi kết quả nằm trong phạm vi cho phép. Vì vậy, tuyên bố là hoàn toàn hợp pháp và không có lỗi. Nó chỉ không tạo ra kết quả mà bạn có thể hy vọng.

Bạn chắc chắn có thể tranh luận liệu hành vi này có hữu ích hay không và liệu trình biên dịch có đưa ra cảnh báo cho bạn hay không. Cá nhân tôi nói rằng một cảnh báo sẽ rất hữu ích, nhưng một lỗi sẽ không chính xác vì đó là Java hợp pháp.