为什么Java不支持无符号整数?

在我看来,这是一个奇怪的遗漏,因为它们允许人们编写不太可能在意外的大输入上产生溢出的代码。

此外,使用无符号整数可以是一种自我文档的形式,因为它们表明无符号整型所要保存的值永远不应该是负数。

最后,在某些情况下,无符号整数对于某些运算(如除法)更有效。

包含这些的缺点是什么?


当前回答

在JDK8中,它确实提供了一些支持。

尽管有Gosling的担忧,但我们仍然可能看到Java对unsigned类型的完全支持。

其他回答

因为无符号类型是纯粹的邪恶。

事实上,在C语言中unsigned int生成unsigned更是邪恶的。

下面是一个让我不止一次头疼的问题的快照:

// We have odd positive number of rays, 
// consecutive ones at angle delta from each other.
assert( rays.size() > 0 && rays.size() % 2 == 1 );

// Get a set of ray at delta angle between them.
for( size_t n = 0; n < rays.size(); ++n )
{
    // Compute the angle between nth ray and the middle one.
    // The index of the middle one is (rays.size() - 1) / 2,
    // the rays are evenly spaced at angle delta, therefore
    // the magnitude of the angle between nth ray and the 
    // middle one is: 
    double angle = delta * fabs( n - (rays.size() - 1) / 2 ); 

    // Do something else ...
}

你注意到这个bug了吗?我承认我是在使用调试器之后才看到它的。

由于n是无符号类型size_t,整个表达式n - (ray .size() - 1) / 2的计算结果为无符号。该表达式旨在表示从中间那条线开始的第n条射线的符号位置:从左边那条线开始的第1条射线的位置为-1,右边那条线的位置为+1,等等。在取abs值并乘以角之后,我将得到第n条射线与中间那条射线之间的夹角。

不幸的是,对我来说,上面的表达式包含了邪恶的unsigned,它的计算结果不是-1,而是2^32-1。随后转换为双密封的bug。

由于滥用无符号算术而导致的一两个错误之后,人们不得不开始考虑获得的额外比特是否值得额外的麻烦。我正在尽可能地避免在算术中使用无符号类型,尽管仍然将它用于非算术操作,如二进制掩码。

这是一个古老的问题,pat确实简单地提到了char,我只是想我应该为其他人扩展这个问题,他们将在未来的道路上看到这个问题。让我们仔细看看Java的基本类型:

字节- 8位有符号整数

短16位有符号整数

Int - 32位有符号整数

长64位有符号整数

Char - 16位字符(无符号整数)

虽然char不支持无符号算术,但它本质上可以被视为无符号整数。您必须显式地将算术运算转换回char类型,但它确实提供了一种指定无符号数字的方法。

char a = 0;
char b = 6;
a += 1;
a = (char) (a * b);
a = (char) (a + b);
a = (char) (a - 16);
b = (char) (b % 3);
b = (char) (b / a);
//a = -1; // Generates complier error, must be cast to char
System.out.println(a); // Prints ? 
System.out.println((int) a); // Prints 65532
System.out.println((short) a); // Prints -4
short c = -4;
System.out.println((int) c); // Prints -4, notice the difference with char
a *= 2;
a -= 6;
a /= 3;
a %= 7;
a++;
a--;

是的,没有对无符号整数的直接支持(显然,如果有直接支持,我就不必将大部分操作转换回char类型)。但是,肯定存在无符号基元数据类型。我也希望看到一个无符号字节,但我猜加倍内存成本,而不是使用char是一个可行的选择。


Edit

JDK8为Long和Integer提供了新的api,在将Long和int值作为无符号值处理时提供了辅助方法。

compareUnsigned divideUnsigned parseUnsignedInt parseUnsignedLong remainderUnsigned toUnsignedLong toUnsignedString

此外,Guava提供了许多帮助器方法来处理整数类型,这有助于弥补由于缺乏对无符号整数的本机支持而留下的空白。

作为处理过无符号算术的人,我可以向您保证,在Java中确实没有必要使用无符号数字。

以C语言为例。让我们这样写:

unsigned int num = -7;
printf("%d", num);

你能猜到上面印的是什么吗?

-7

哇!无符号整数是负的!完全正确。没有真正的正整数。无符号整数只是一个n字节(取决于C语言中的体系结构)的值,它不为符号分配MSB。它不检查分配或读取的数字的实际符号。

一旦有符号整型和无符号整型混合在表达式中,事情就开始变得混乱,你可能会丢失信息。将Java限制为有符号int型只能真正解决问题。我很高兴我不必担心整个有符号/无符号的问题,尽管我有时会错过字节中的第8位。

我能想到一个不幸的副作用。在java嵌入式数据库中,使用32位id字段可以拥有的id数量是2^31,而不是2^32(~ 20亿,而不是~ 40亿)。