java - 如何检测 32 位 int 上的整数溢出？

Question

我知道这样的话题被问了好几次，但我的问题是关于满 32 位 int 的溢出。例如：

  11111111111111111111111111111111 +
  00000000000000000000000000000001 =
  00000000000000000000000000000000   //overflow!

我找到了与此相关的类似问题的主题，但是算法并不完美。

  11111111111111111111111111111111 +
  00000000000000000000000000000000 =
  00000000000000000000000000000000  //overflow!

有没有简单、快速、安全的方法来检查这个？

Answer 1

Math.addExact溢出时抛出异常

从 Java 8 开始，该类中有一组方法Math：

• toIntExact(long)
• addExact(int,int)
• subtractExact(int,int)
• multiplyExact(int,int)

……以及长期的版本。

ArithmeticException如果发生溢出，这些方法中的每一个都会抛出。否则，如果它在范围内，它们会返回正确的结果。

添加示例：

int x = 2_000_000_000;
int y = 1_000_000_000;
try {
    int result = Math.addExact(x, y);
    System.out.println("The proper result is " + result);
} catch(ArithmeticException e) {
    System.out.println("Sorry, " + e);
}

请参阅在 IdeOne.com 上实时运行的代码。

抱歉，java.lang.ArithmeticException：整数溢出

Answer 2

long test = (long)x+y;
if (test > Integer.MAX_VALUE || test < Integer.MIN_VALUE)
   // Overflow!

Answer 3

试试这个方法：

boolean isOverflow(int left, int right) {
    return right > 0
            ? Integer.MAX_VALUE - right < left
            : Integer.MIN_VALUE - right > left;
}

来自：https ://wiki.sei.cmu.edu/confluence/display/java/NUM00-J.+Detect+or+prevent+integer+overflow

Answer 4

溢出可以通过两个操作数的最高有效位的逻辑表达式和（截断的）结果来检测（我从 MC68030 手册中获取了逻辑表达式）：

/**
 * Add two int's with overflow detection (r = s + d)
 */
public static int add(int s, int d) throws ArithmeticException {
    int r = s + d;
    if (((s & d & ~r) | (~s & ~d & r)) < 0)
        throw new ArithmeticException("int overflow add(" + s + ", " + d + ")");
    return r;
}

Answer 5

我能想到的最直观的方法：将总和（或差）计算为 a long，然后将该总和转换为 anint并查看其值是否发生了变化。

long longSum = (long) a + b;
int sum = (int) longSum;
if (sum == longSum) {
    // sum contains the correct result
} else {
    // overflow/underflow
}

请记住，在现代 64 位处理器上，使用longs 的效率不亚于使用ints（可能相反）。因此，如果您可以在检查溢出或使用longs 之间进行选择，请选择后者。