我正在练习 Cay S. Horstmann 所著的“真正不耐烦的 Java SE 8”一书。一项基于Number 课程改进的练习要求：
编写一个对数字进行加、减、除和比较的程序 在 0 和 232 - 1 之间，使用
int值和无符号 操作。说明为什么divideUnsigned和remainderUnsigned是 必要的。
问题是，如果添加 2 个无符号整数，总和可能会超出整数限制。如果不使用 long 来存储总和并检查它是否大于Integer.MAX_VALUE，我看不到防止这种情况发生的方法。是否可以仅使用整数来做到这一点？
【问题讨论】：
标签： numbers java-8 addition integer-overflow unsigned-integer
用于整数值的Two's complement 具有简洁的属性，无论您将值解释为有符号还是无符号，对于加减它都无关紧要。
因此，即使在 CPU 级别，也没有用于加/减有符号或无符号数字的不同指令。一切都是为了解释。
因此，当您使用有符号int 类型对两个无符号数进行加减运算时，结果可能会在有符号int 范围内溢出。但是当使用Integer.toUnsignedString 打印现在的负数时，结果将是正确的无符号值，假设该操作甚至没有在无符号整数值范围内溢出。
这就是为什么 java.lang.Integer 类仅在必要时提供特殊的无符号运算，即比较两个无符号值、除法和余数以及从和到 String 的转换（以及到 long，而类型转换从long 到int 对于另一个方向已经足够了）。
【讨论】：
int 进行计算，因此无法绕过它。当然，您可以以安全的方式定义计算的 API，即您可以使用 Integer.toUnsignedLong 以不会被误解的形式返回值（您使用 int 计算的值）。当然，如果您使用toUnsignedString“计算”!=“返回类型”将结果返回为String，情况也是如此。
int 值和无符号操作”。如果创建一个使用 + 运算符添加 2 个整数的方法似乎非常简单。除非我们遗漏了什么，否则练习不会增加任何价值。
divideUnsigned 和remainderUnsigned 是必要的”。这意味着您应该深入挖掘 2 的补码以了解为什么它适用于 +、- 和 *，但不适用于 / 和 %，因此您将了解为 Java 8 添加这两种支持方法但没有 addUnsigned 等的 API 设计决策。
为了获得无符号整数，您需要使用Integer.parseUnsignedInt() 函数或进行手动计算。请记住，Java 实际上没有无符号整数，Java8 只是提供了将 int 视为无符号的能力，以便允许更大范围的正数。
根据Java 8 Doc for the Integer class，
无符号整数映射通常与负相关的值 数转换为大于 MAX_VALUE 的正数
所以无符号整数和有符号整数之间的转换是，如果数字大于或等于零且小于或等于Integer.MAX_VALUE，则保持不变。如果它大于 Integer.MAX_VALUE 但仍在无符号范围内，则要将其存储在 int 中，您需要向其添加 2^31，由于加法溢出的方式，这会将其转换为正确的值定义为操作。上溢和下溢以及像int 这样的二进制原语只会导致计数器重置并继续计数。
int min = Integer.MIN_VALUE; // -2147483648
int max = Integer.MAX_VALUE; // 2147483647
int overByOne = Integer.MAX_VALUE + 1; // -2147483648 : same as Integer.MIN_VALUE
int underByOne = Integer.MIN_VALUE - 1; // 2147483647 : same as Integer.MAX_VALUE
他们的练习只是要求您查看 Integer 类并测试各种（Java8 中的新）方法以进行无符号操作。 Java 没有无符号整数原语，但对于 Integer 类中的某些新方法，可以将 int 值视为无符号。
【讨论】：