Java数值溢出问题以及简单的算法实例

一.什么叫数据溢出

数据溢出就是:
当某一种类型的数值已经达到了此类型能够达到的最大值之后,再继续扩大,或者达到了最小值后再继续缩小,就会出现数据溢出问题。
在Java中的基本类型都有一个范围,超出这个范围就会数值溢出
就拿Int来举例
int 类型在 Java 中是“有符号”的。所谓“有符号”就是有正负。
首位代表我们的数值正负
首位如果是 0,就是正的,1 就是负的。正与负的区别也因此就在于取反加一。
Java 中的 int 总共就 32 位,正数上限的情况首位也只能是 0,其他位都可以是 1(就是 2^31-1 的情况)。但是如果正数过大了,例如 2^31,计算机不得不把首位变成 1,并且很快就忘了这是溢出情况,把它按照正常的方式输出了,于是就成了负的。其实也不能怪它,它没有办法自动处理超过溢出的情况,因为 32 位是固定的,它不能因为溢出而临时扩展到 33 位之类的。
2^31 - 1 = 0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 = 2147483647
2^31 = 2^31 - 1 + 1 = 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 = -2147483648

以上是负数的情况。溢出变成 0 的话道理也一样。你想如果一个数大到最后 32 位都是 0 了,那计算机只能把它认作 0。这种情况有很多,例如 2^32 就是一共 33 位,首位 1,后面 32 位都是 0。
有的博客介绍这个比较详细
数值溢出详细博客地址

二.一般的应用

我们就拿leetcode的一道简单的算法题来说明
给出一个 32 位的有符号整数,你需要将这个整数中每位上的数字进行反转。

示例 1:

输入: 123
输出: 321
 示例 2:

输入: -123
输出: -321
示例 3:

输入: 120
输出: 21
注意:

假设我们的环境只能存储得下 32 位的有符号整数,
则其数值范围为 [−231,  231 − 1]。请根据这个假设,
如果反转后整数溢出那么就返回 0。

先看错误解法,错误原因一是没有考虑到负数的出现,二是有可能数值溢出

class Solution {
    
    
    public int reverse(int x) {
    
    
        String s ="";
        s= x%10+"";//3
        s+=x/10%10;//2
        s =s+ x/100;//1
        int c =Integer.parseInt(s);
        return c;
    }
}

一般我们是个位+十位数10+百位数100
那么就有可能在十位数*10+个位数的时候,超过了我们的数据范围,这就是内存溢出
最后拿一个正确的题解

  public int reverse(int x) {
    
    
  	int ans =0;
  	while(x!=0){
    
    
		if((ans*10)/10!=ans)
		{
    
    
			ans=0;//说明我们的ans数值溢出了	这里ans*10不溢出那么ans*10+x%10(个位数)				
				//会溢出么  不会  因为我们的个位是0~9  不会进位 所以不会溢出
			break;
		}
		ans = ans*10+x%10;
		x/=10;
	}
	return ans;
  }

如果有错误或者有异议的地方,大佬请指出

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