为什么 CLR 会溢出 Int32.MaxValue -> Single -> Int32，而 JVM 不会？

Question

我在将Int32.MaxValue 双向转换为System.Single 时遇到了意外结果：

Int32 i = Int32.MaxValue;
Single s = i;
Int32 c = (Int32)s;

Debug.WriteLine(i); // 2147483647
Debug.WriteLine(c); // -2147483648

我意识到它一定是溢出了，因为Single 在有效数字中没有足够的位来保存Int32 的值，所以它向上取整。当我在 IL 中将 conv.r4 更改为 conv.r4.ovf 时，会抛出 OverflowExcpetion。够公平的......

但是，当我在调查这个问题时，我在 java 中编译了这段代码并运行它并得到以下结果：

int i = Integer.MAX_VALUE;
float s = (float)i;
int c = (int)s;

System.out.println(i);  // 2147483647
System.out.println(c);  // 2147483647

我对 JVM 了解不多，但我想知道它是如何做到的。这似乎不那么令人惊讶，但它如何在舍入到 2.14748365E9 后保留额外的数字？它是否保留某种内部表示，然后在转换回int 时替换它？还是只是向下舍入到Integer.MAX_VALUE 以避免溢出？

Answer 1

这种情况由 Java 语言规范的§5.1.3 明确处理：

a 的缩小转换 浮点数转换为整数 type T 需要两个步骤：

1. 第一步，浮点数转换 要么长，如果 T 很长，或者 一个 int，如果 T 是 byte、short、char 或 int，如下：
   • 如果浮点数是 NaN（第 4.2.3 节），则 转换的第一步是一个 int 或长 0。
   • 否则，如果浮点数不是 无穷大，浮点值为 四舍五入为整数值 V， 使用 IEEE 754 向零舍入 向零舍入模式（§4.2.3）。然后 有两种情况：
     • 如果 T 很长，并且这个整数值可以表示为 长，然后是第一个的结果 step 是长值 V。
     • 否则，如果这个整数值可以表示为一个int， 那么第一步的结果是 int 值 V。
   • 否则，以下两种情况之一必须为真：
     • 该值必须太小（一个大的负值 或负无穷大），结果 第一步是最小的 int 类型的可表示值或 长。
     • 值一定太大（一个大的正值 或正无穷大），结果 第一步是最大的 int 类型的可表示值或 长。