Java中的原始数据类型和可移植性答案

【问题标题】：Primitive data types and portability in JavaJava中的原始数据类型和可移植性
【发布时间】：2014-08-26 05:15:02
【问题描述】：

我引用 Herbert Schildt 第 3 章数据类型、变量和数组：

原始类型表示单个值而不是复杂对象。尽管 Java 在其他方面完全是面向对象的，但原语类型不是。这种效率的原因。制作原语类型会大大降低性能。

原始类型被定义为具有明确的范围和数学行为。 C、C++ 等语言允许整数根据执行环境的要求而变化。但是，Java 不同。由于 Java 的可移植性要求，所有数据类型都有严格定义的范围。例如，一个 int 是无论特定平台如何，始终为 32 位。这允许要编写的程序保证在不移植的情况下运行任何机器架构。在严格规定尺寸的同时在某些环境中，整数可能会导致性能损失很小，它是实现可移植性所必需的。

最后两行是什么意思？在某些环境中，为什么指定整数的大小会导致性能损失很小？

【问题讨论】：

标签： java

【解决方案1】：

在“低级”语言中，原始数据类型的大小通常源自 CPU 处理它们的能力。例如，在c 中，int 被定义为“至少 16 位大小”，但它的大小可能因架构而异，以确保“int 类型应该是目标处理器的整数类型”最有效的合作。” (source)。这意味着，如果您的代码对 int 的大小做出粗心的假设，那么如果您将其从 32 位 x86 移植到 64 位 powerpc，它很可能会崩溃。

java，如上所述，是不同的。例如，int 将始终为 32 位。这意味着当您在不同的架构上运行相同的代码时，您不必担心它的大小会发生变化。如上所述，折衷是性能——在任何不能原生处理 32 位计算的架构上，这些ints 需要扩展到 CPU 可以处理的原生大小（这将有一个小的损失），或者更糟糕的是，如果 CPU 只能处理较小的 ints，则对 int 的每个操作都可能需要多个 CPU 操作。

【讨论】：

【解决方案2】：

一些（非常少）computers use 36 bit architecture，所以你需要一个额外的步骤来屏蔽位、模拟溢出等。

【讨论】：

【解决方案3】：

Java 在底层系统的指针机制之上实现了自己的数据指针机制。如果数据不够大，许多系统可能会使用较小的指针。

例如： 如果您的整数数据只需要 16 位指针，系统只会在使用 16 位指针的地方分配所需的存储空间。但是如果您使用的是 Java，它会将 16 位指针分配转换为需要大内存空间的 32 位指针，这也会降低存储和 数据搜索。因为您的指针大。

【讨论】：

此答案针对指针，但与整数无关。
@user949300，我认为这会导致性能下降。
是的，但问题（正如我所读）是关于整数性能，而不是一般性能。

【解决方案4】：

AFAIK，java 中没有办法定义整数的大小。它始终是一个 32 位整数，如 mentioned 这里。但是某些编程语言可能允许指定整数的大小（例如：Ada）。

当编译器尝试将我们的代码转换为machine code instructions 时，会出现性能问题（请参阅here 和here）。通常机器代码指令是 32 位或 64 位。如果我们的整数与机器码中的大小相同，则很容易将它们转换为机器码。否则编译器需要付出额外的努力将它们转换为机器代码。这就是性能问题出现的时候。

【讨论】：

谢谢你的链接。它真的是一个额外的好处。还有一件事，Malenc，他所说的“没有移植”是什么意思
int 是 32 位，机器码是 32 位。这如何解释性能损失？
@Ansari，这是我正在解释的过程的一个词。见，en.wikipedia.org/wiki/Porting
@eldjon，并非所有机器都是 32 位的 - 请参阅我的回答。
@ShirgillAnsari，我想我已经对你的问题给出了合理的答案。如果您能接受我的回答，我很高兴。