匿名用戶

1級

2016-08-29 回答

轉型被用來將一個數值從一種類型轉換到另一種類型。下面的程序連續使用了三個轉型。那么它到底會打印出什么呢？

public class Multicast{

public static void main (String[] args){

System.out.println((int)(char)(byte) -1);

}

}

無論你怎樣分析這個程序，都會感到很迷惑。它以int數值-1開始，然后從int轉型為byte，之后轉型為char，最后轉型回int。第一個轉型將數值從32位窄化到了8位，第二個轉型將數值從8位拓寬到了16位，最后一個轉型又將數值從16位拓寬回了32位。這個數值最終是回到了起點嗎？如果你運行該程序，你就會發現不是。它打印出來的是65535，但是這是為什么呢？

該程序的行為緊密依賴于轉型的符號擴展行為。Java使用了基于2的補碼的二進制運算，因此int類型的數值-1的所有32位都是置位的。從int到byte的轉型是很簡單的，它執行了一個窄化原始類型轉化(narrowing primitive conversion)，直接將除低8位之外的所有位全部砍掉。這樣做留下的是一個8位都被置位了的byte，它仍舊表示-1。

從byte到char的轉型稍微麻煩一點，因為byte是一個有符號類型，而char是一個無符號類型。在將一個整數類型轉換成另一個寬度更寬的整數類型時，通常是可以保持其數值的，但是卻不可能將一個負的byte數值表示成一個char。因此，從byte到char的轉換被認為不是一個拓寬原始類型的轉換，而是一個拓寬并窄化原始類型的轉換(widening and narrowing primitive conversion)：byte被轉換成了int，而這個int又被轉換成了char。

所有這些聽起來有點復雜，幸運的是，有一條很簡單的規則能夠描述從較窄的整型轉換成較寬的整型時的符號擴展行為：如果最初的數值類型是有符號的，那么就執行符號擴展；如果它是char，那么不管它將要被轉換成什么類型，都執行零擴展。了解這條規則可以使我們很容易地解決這個謎題。

因為byte是一個有符號的類型，所以在將byte數值-1轉換成char時，會發生符號擴展。作為結果的char數值的16個位就都被置位了，因此它等于216-1，即65535。從char到int的轉型也是一個拓寬原始類型轉換，所以這條規則告訴我們，它將執行零擴展而不是符號擴展。作為結果的int數值也就成了65535，這正是程序打印出的結果。

盡管這條簡單的規則描述了在有符號和無符號整型之間進行拓寬原始類型時的符號擴展行為，你最好還是不要編寫出依賴于它的程序。如果你正在執行一個轉型到char或從char轉型的拓寬原始類型轉換，并且這個char是僅有的無符號整型，那么你最好將你的意圖明確地表達出來。

如果你在將一個char數值c轉型為一個寬度更寬的類型，并且你不希望有符號擴展，那么為清晰表達意圖，可以考慮使用一個位掩碼，即使它并不是必需的：

int i = c & 0xffff;

或者，書寫一句注釋來描述轉換的行為：

int i = c; //不會執行符號擴展

如果你在將一個char數值c轉型為一個寬度更寬的整型，并且你希望有符號擴展，那么就先將char轉型為一個short，它與char具有同樣的寬度，但是它是有符號的。在給出了這種細微的代碼之后，你應該也為它書寫一句注釋：

int i = (short) c; //轉型將引起符號擴展

如果你在將一個byte數值b轉型為一個char，并且你不希望有符號擴展，那么你必須使用一個位掩碼來限制它。這是一種通用做法，所以不需要任何注釋：

char c = (char) (b & 0xff);

總結

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