Java中的Integer取值范围(-2^32 ~ 2^31 - 1)分析

在Java中Integer的最小值(MIN_VALUE)、最大值(MAX_VALUE)定义如下:

/**
  * A constant holding the minimum value an {@code int} can
  * have, -2<sup>31</sup>.
  */
 @Native public static final int   MIN_VALUE = 0x80000000;

 /**
  * A constant holding the maximum value an {@code int} can
  * have, 2<sup>31</sup>-1.
  */
 @Native public static final int   MAX_VALUE = 0x7fffffff;

大家都知道Integer的最小值为-232,最大值为232-1,为什么是这样呢,我们来看看推导过程:

Integer 实际占用的二进制码的位数

一个 Integer 类型占 4 字节,一个字节占 8 位二进制码,因此一个 Integer 总共占 32 位二进制码。去除第一位的符号位,剩下 31 位来表示数值。

MIN_VALUE = 0x80000000;  // 补码
MAX_VALUE = 0x7fffffff;  // 补码


原码、反码、补码

在计算机中,数据是由二进制补码进行存储的,在 Java 代码中我们看到的 “0x80000000”、“0x7fffffff”,这些非10进制的数,都是以补码的形式存在的,通过转换成原码,我们才能知道其真实的值。

原码转换成补码的公式:(用“|“来分隔每个字节,8位)

  1. 当原码为正数时,反码和补码与原码相同。
正数:1
原码:0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0001
反码:0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0001
补码:0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0001
  1. 当原码为负数时,反码为其绝对值按位全部取反(不包括符号位),补码为反码加1。
负数:-1
原码:1000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0001
反码:1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1110
补码:1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111

因此在程序中,我们定义16进制整形数时,0x00000001表示1,0xffffffff表示-1。

Integer i = 0x00000001;
System.out.println(i);
1

Integer j = 0xffffffff;
System.out.println(j);
-1


最大值为什么是 2^31-1,而不是 2^31

计算机中可表示的整数最大值的补码为 0111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 (0x7fffffff),正数的补码与原码一致,转换为10进制数为2^31-1 = 2147483647

Integer k = Integer.valueOf("01111111111111111111111111111111", 2);
System.out.println(k);
2147483647


最小值为什么是 -2^31,而不是 -(2^31-1)

我们依次推算以下负数值:

负数:-1
原码:1000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0001
反码:1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1110
补码:1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111
负数:-2
原码:1000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0010
反码:1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1101
补码:1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1110

观察补码的变化规律,可以推断最小补码为:

1000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000
(0x80000000)

反码为补码-1(符号位除外):

1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111

负数的原码是定义为反码除符号位取反:

1000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000

为-0,约定为-2^31 = -2147483648。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 199,636评论 5 468
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 83,890评论 2 376
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 146,680评论 0 330
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 53,766评论 1 271
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 62,665评论 5 359
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,045评论 1 276
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,515评论 3 390
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,182评论 0 254
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,334评论 1 294
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,274评论 2 317
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,319评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,002评论 3 315
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,599评论 3 303
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,675评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,917评论 1 255
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,309评论 2 345
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 41,885评论 2 341

推荐阅读更多精彩内容