Math.abs为Integer.Min_VALUE返回错误的值

Question 1

这段代码：

System.out.println(Math.abs(Integer.MIN_VALUE));

退货 -2147483648

它不应该返回绝对值as2147483648吗？

Question 2

Integer.MIN_VALUE是-2147483648，但32位整数可以包含的最大值是+2147483647。尝试以+214748364832位int表示将有效地“翻转”到-2147483648。这是因为，使用符号的整数时，两个补的二进制表示+2147483648和-2147483648是相同的。但是，这不是问题，因为+2147483648超出了范围。

有关此问题的更多信息，您可能想查看Two的补语上的Wikipedia文章。

Question 3

您指出的行为确实是违反直觉的。但是，此行为是javadocMath.abs(int)指定的：

如果参数不是负数，则返回参数。如果参数为负，则返回参数取反。

也就是说，其Math.abs(int)行为应类似于以下Java代码：

public static int abs(int x){
    if (x >= 0) {
        return x;
    }
    return -x;
}

也就是说，在否定的情况下，-x。

根据JLS第15.15.4节，-x等于(~x)+1，其中~为按位补数运算符。

要检查听起来是否正确，我们以-1为例。

在Java中，整数值-1可以用0xFFFFFFFF十六进制表示（请使用aprintln或任何其他方法进行检查）。以-(-1)这样得到：

-(-1) = (~(0xFFFFFFFF)) + 1 = 0x00000000 + 1 = 0x00000001 = 1

因此，它有效。

让我们现在尝试Integer.MIN_VALUE。知道最低的整数可以用表示0x80000000，即第一位设置为1，其余31位设置为0，我们有：

-(Integer.MIN_VALUE) = (~(0x80000000)) + 1 = 0x7FFFFFFF + 1 
                     = 0x80000000 = Integer.MIN_VALUE

这就是为什么Math.abs(Integer.MIN_VALUE)回报Integer.MIN_VALUE。还要注意的0x7FFFFFFF是Integer.MAX_VALUE。

也就是说，将来如何避免由于这种违反直觉的返回值而引起的问题？

正如@Bombe所指出的，我们可以将ints强制转换为long以前。但是，我们必须
- 将它们转换回ints，这是不起作用的，因为 Integer.MIN_VALUE == (int) Math.abs((long)Integer.MIN_VALUE)。
- 或继续long某种希望永远不要Math.abs(long)用等于的值进行调用Long.MIN_VALUE，因为我们也有Math.abs(Long.MIN_VALUE) == Long.MIN_VALUE。
我们可以BigInteger在任何地方使用s，因为BigInteger.abs()确实总是会返回一个正值。这是一个很好的选择，尽管比处理原始整数类型要慢一些。
我们可以为编写自己的包装器Math.abs(int)，如下所示：

/**
 * Fail-fast wrapper for {@link Math#abs(int)}
 * @param x
 * @return the absolute value of x
 * @throws ArithmeticException when a negative value would have been returned by {@link Math#abs(int)}
 */
public static int abs(int x) throws ArithmeticException {
    if (x == Integer.MIN_VALUE) {
        // fail instead of returning Integer.MAX_VALUE
        // to prevent the occurrence of incorrect results in later computations
        throw new ArithmeticException("Math.abs(Integer.MIN_VALUE)");
    }
    return Math.abs(x);
}

使用整数按位AND来清除高位，以确保结果为非负数：（int positive = value & Integer.MAX_VALUE本质上是从溢出Integer.MAX_VALUE，0而不是Integer.MIN_VALUE）

最后一点，这个问题似乎已经知道了一段时间。例如，有关相应的findbugs规则，请参见此条目。

Question 4

这是Java文档在javadoc中对Math.abs（）的描述：

请注意，如果参数等于Integer.MIN_VALUE的值（最负的可表示int值），则结果是相同的值，该值为负。

Question 5

要查看您期望的结果，请强制转换Integer.MIN_VALUE为long：

System.out.println(Math.abs((long) Integer.MIN_VALUE));

Question 6

2147483648不能在Java中以整数存储，其二进制表示形式与-2147483648相同。

Question 7

但是(int) 2147483648L == -2147483648 有一个负数没有正等价物，因此没有正值。您将看到与Long.MAX_VALUE相同的行为。

Question 8

Java 15中对此进行了修复，它将成为一个int和long方法。他们将在课堂上

java.lang.Math and java.lang.StrictMath

方法。

public static int absExact(int a)
public static long absExact(long a)

如果通过

Integer.MIN_VALUE

要么

Long.MIN_VALUE

引发异常。

https://bugs.openjdk.java.net/browse/JDK-8241805

我想看看是否传递了Long.MIN_VALUE或Integer.MIN_VALUE，将返回一个正值，但不是异常。

Question 9

Math.abs不能始终使用大数字工作，我使用的是我7岁时学到的小代码逻辑！

if(Num < 0){
  Num = -(Num);
}