James Gosling 解释为什么 Java 的字节是有符号的答案

【问题标题】：James Gosling's explanation of why Java's byte is signedJames Gosling 解释为什么 Java 的字节是有符号的
【发布时间】：2010-06-24 08:27:52
【问题描述】：

我最初对 Java 决定指定 byte 已签名感到惊讶，其范围为 -128..127（含）。我的印象是大多数 8 位数字表示都是无符号的，取而代之的是 0..255 的范围（例如 IPv4 in dot-decimal notation）。

James Gosling 是否曾被要求解释为什么他决定签署byte？过去，权威的编程语言设计者和/或批评者之间是否就这个问题进行过显着的讨论/辩论？

【问题讨论】：

好问题。这是一个真正无用的数据类型。
“我的印象是大多数 8 位数字表示都是无符号的......” 嗯，通常称为“字节”的那些是，是的。那些称为“char”的往往不是。高斯林想让所有东西都签名，这很公平，尽管我真的希望他给它换个名字，8位签名号码。（但是，我真的希望他也有无符号的数字。）
停止抱怨 Java 没有无符号字节，这不是问题。唯一的小不便是您需要将十六进制常量表转换为字节。其他一切见stackoverflow.com/questions/397867/…
@starblue 嗯？显然，您不必在 Java（解析器、编码器）中编写任何字节处理代码……这是一个主要的 PITA。也可能是性能问题，这取决于 jvm 如何能够优化强制转换（或不优化）。顺便说一句，关于符号扩展，问题甚至不仅限于字节，还包括短整型。
@starblue 尝试重构基于字节的通信协议的 Java 实现，然后告诉我无符号字节不是问题！噩梦更像

标签： java types language-design byte

【解决方案1】：

似乎简单是主要原因。来自this interview：

Gosling：对于我作为一名语言设计师来说，我现在并不认为自己是这样的，“简单”最终的真正含义是我是否可以期望 J. Random Developer 将规范牢记在心。该定义表明，例如，Java 不是——事实上，这些语言中的许多最终都会出现很多极端情况，即没有人真正理解的事情。向任何 C 开发人员询问有关无符号的问题，很快你就会发现几乎没有 C 开发人员真正了解无符号的情况，无符号算术是什么。这样的事情使 C 变得复杂。我认为 Java 的语言部分非常简单。您必须查找的库。

我最初的假设是因为 Java 根本没有无符号数字类型。为什么byte 应该是一个例外？ char 是一种特殊情况，因为它必须表示 UTF-16 代码单元（感谢 Jon Skeet 的引用）

【讨论】：

char 甚至不是数字，是吗？所以 char 既不是有符号的，也不是无符号的。
@unbeli：语言规范中的数字类型。
从 4.2 节开始：数字类型是整数类型和浮点类型。整数类型有 byte、short、int 和 long，其值分别为 8 位、16 位、32 位和 64 位有符号二进制补码整数，以及 char，其值为 16 位无符号整数表示 UTF-16 代码单元（第 3.1 节）。
我明白为什么他们可能会为 int 这样做，但不是更简单的无符号字节 o 到 255？
@Roman：我在 stackoverflow 上观察到许多关于byte 级别操作的问题（Bloch 建议反对的可能正是因为......）；由于符号扩展，他们真的很难做到正确。幸运的是，其中大部分都可以隐藏在库中，但如果语言元素本身不那么棘手，那就太好了。

【解决方案2】：

我不知道 James Gosling 有任何直接引用，但有一个未签名的官方 RFE byte：

Bug ID: 4186775: request unsigned integer types, esp. unsigned byte

状态：11-关闭，不会修复，请求增强

请扩展 Java 设计以允许无符号类型，尤其是未签名byte。

我一直想知道为什么 Java 中没有无符号整数类型。它在我看来，对于byte-length 值来说，没有它是非常尴尬的他们[...]

我知道这是 Java 开发人员做出的设计决定。 我不明白为什么。他们是否认为无符号整数类型是邪恶的还是有害的，并选择保护我免受自己的伤害？

【讨论】：

哇，RFE 中有很多激烈的讨论。推荐阅读。
自 1998 年以来 RFE 的票数为 0，这让我感到非常惊讶。也许这对大多数人来说毕竟不是问题。

【解决方案3】：

根据“Oak 语言规范 0.2”又名 Java 语言：

“Oak 字节类型是 C 程序员习惯认为的 char 类型。但在 Oak 语言中，字符是 16 位宽。具有单独的字节类型消除了 C 中解释之间的混淆char 作为 8 位整数和字符。"

您可以从这里获取附言副本：

http://cretesoft.com/archive/files/OakSpec0.2.ps (partial copy on scribd)

本站还有一段采访内容：（他在为java中无符号字节的缺失辩护）

http://www.darksleep.com/player/JavaAndUnsignedTypes.html

添加从上述页面获取的采访...

*" http://www.gotw.ca/publications/c_family_interview.htm

问：程序员经常谈论的优缺点用“简单的语言”编程。这句话是什么意思您，您认为 [C/C++/Java] 是一种简单的语言吗？

里奇：[为简洁而删除]

Stroustrup：[为简洁而删除]

Gosling：对于作为语言设计师的我来说，这点我真的不算数像现在这样的我自己，“简单”的真正含义是可以我希望 J. Random Developer 将规范牢记在心。那定义说，例如，Java 不是——事实上很多这些语言最终会出现很多极端情况，没人能做到的事情真的明白。对任何 C 开发人员进行关于未签名和漂亮的测验很快你就会发现几乎没有 C 开发人员真正理解继续无符号，无符号算术是什么。像这样的东西使C复杂。我认为 Java 的语言部分很漂亮简单的。您必须查找的库。

另一方面....根据http://www.artima.com/weblogs/viewpost.jsp?thread=7555

从前的橡树... 海因茨·卡布茨 2003 年 7 月 15 日

... 为了填补我对 Java 历史的空白，我开始挖掘 Sun 的网站，最终偶然发现了 Oak Language Oak 0.2 版规范。橡树是什么的原始名称现在俗称Java，本手册是最古老的手册可用于 Oak（即 Java）。 ... 无符号整数值（第 3.1 节）

规范说：“宽度为 8、16、32 的四种整数类型和 64 位，并且是有符号的，除非以无符号修饰符为前缀。

在侧边栏中它说：“未签名尚未实现；它可能永远不会。”你是多么正确。 "*

【讨论】：

【解决方案4】：

byte 没有理由不签名。当您使用 char 类型来表示字符时，byte 通常不会完成 char 的工作。

【讨论】：

我相信 Java 字符是 USC-2 并以 16 位/2 字节存储。即使不是这种情况，我也一直觉得它是一个丑陋的类型疣，c 没有本机字节类型（是的，我知道 char 是一个字节，但即使对于 c 来说，感觉类型玩得太松了）。
在进行按位运算时，字节无符号的原因有很多。
示例：这是真的还是假的？字节 b = (字节) 200; System.out.println(b > 100);要修复它，您需要以 & 0xFF byte b = (byte) 200; 结束几乎所有指令System.out.println((b & 0xFF) > 100 );此链接更详细地解释了原因：nayuki.eigenstate.org/page/javas-signed-byte-type-is-a-mistake
签名的理由要少得多。尝试编写代码以将四个有符号字节的大端序列转换为“int”。现在对四个有符号字节做同样的事情。哪个更清楚？用作较大值的构建块的类型（通常是字节 - 尤其是在读取和写入文件时）应该是无符号的。让他们签名会让事情变得更复杂

Bug ID: 4186775: request unsigned integer types, esp. unsigned byte

Bug ID: 4186775: request unsigned integer types, esp. unsigned `byte`