Java中字节的奇怪行为

Question

我有以下代码：

public class First
{
    public static void main(String[] args)
    {
        byte b=50;
        byte c=b*2;  //Error    
        byte d=50*2;   //d=100
        byte e=(byte)258;   //e=258%256;
        byte f=(byte)128;  //f=128%256;
    }
}

1. 我知道任何涉及byte算术表达式都将首先提升为int ，然后再执行。 因此，我期望d=50*2也会报告错误，因为50*2的结果是一个int值，我们将其存储在一个byte而没有任何显式类型转换。 如果Java隐式进行强制转换，为什么c=b*2报告错误？
2. 我知道，如果要存储不在byte变量范围内的值，则必须显式地将其强制转换为byte并且将要存储的值是模256（字节大小）的值。 因此，为什么byte f=(byte)128返回-128 ？ 由于128 % 256 = 128 ，所以我期望的是f=128 ，但它返回-128 。 为什么？

非常感谢。

Answer 1

这是因为50*2; 将在编译时解析，而b*2; 将在运行时解决。 因此，在编译时Java编译器确保结果为50*2; 将为100。但是在b*2;情况下b*2; ，正如您还提到的，算术运算的结果为int ，并且编译器无法确定结果是否可以超出byte限制，因此它抱怨并希望您通过强制转换或更改类型来确保结果。

您可以使用javap -v Test.class进行验证。 见下文：

 public static void main(java.lang.String[]);
   flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
   Code:
     stack=2, locals=2, args_size=1
        0: bipush        100
        2: istore_1
        3: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        6: iload_1
        7: invokevirtual #3                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
       10: return
     LineNumberTable:
       line 4: 0
       line 5: 3
       line 6: 10

对于第二个问题，@ Eran已经使用128和258的位表示进行了解释，您可以从JLS§5.1.3进一步阅读。 缩小原始转换

将有符号整数缩小为整数类型T会简单地丢弃除n个最低阶位以外的所有位，其中n是用于表示类型T的位数。除了可能丢失有关数值幅度的信息外， ，这可能导致结果值的符号与输入值的符号不同。

Answer 2

至于第二个问题，当您向下转换数字类型时，将使用输入的低位来初始化输出。

因此，其二进制表示形式为0......010000000的int 128变为字节10000000 （取低8位），即-128 。

另一方面， 258是0........01000000010 ，当您采用低8位时，您将得到00000010 ，即2。

Answer 3

Java中的自动类型提升

除分配外，还有其他可能发生某些类型转换的地方：即在表达式中。

要了解原因，请考虑以下内容。 在表达式中，中间值所需的精度有时会超出两个操作数的范围。

例如，检查以下表达式：

byte a = 40;
byte b = 50;
byte c = 100;
int d = a * b / c;

中间项a * b很容易超出其任一字节操作数的范围。 为了处理此类问题，Java在评估表达式时会自动将每个byte ， short或char操作数提升为int 。

这意味着子表达式a*b是使用整数而不是字节执行的。 因此，即使a和b都指定为类型字节，中间表达式50 * 40的结果2,000也合法。

与自动升级一样有用，它们可能导致令人困惑的编译时错误。

例如，以下看似正确的代码会导致问题：

byte b = 50;
b = b * 2; // Error! Cannot assign an int to a byte!

该代码正在尝试将50 * 2（一个完全有效的byte值）存储回byte变量中。 但是，由于在评估表达式时将操作数自动提升为int ，因此结果也提升为int 。 因此，表达的结果现在类型是int ，其不能被分配给一个byte而无需使用的cast 。

即使在这种特殊情况下，即使分配的值仍然适合目标类型，也是如此。 如果您了解溢出的后果，则应使用显式强制转换，例如

byte b = 50;
b = (byte)(b * 2);

得出正确的值100。