如何检查Java中的两个数字相乘是否会导致溢出？

Question

我想处理两个数字相乘导致溢出的特殊情况.代码看起来像这样:

int a = 20;
long b = 30;

// if a or b are big enough, this result will silently overflow
long c = a * b;

这是一个简化版本.在真正的程序中,a并b在运行时在其他地方采购.我想要实现的是这样的:

long c;
if (a * b will overflow) {
    c = Long.MAX_VALUE;
} else {
    c = a * b;
}

您如何建议我最好编码？

更新:a而且b总是在我的场景下非负.

Answer 1

对于int和long Math.multiplyExact,Java 8 Math.addExact等等.这些ArithmeticException在溢出时不受控制.

Answer 2

如果a并且b都是肯定的那么你可以使用:

if (a != 0 && b > Long.MAX_VALUE / a) {
    // Overflow
}

如果你需要处理正数和负数,那么它就更复杂了:

long maximum = Long.signum(a) == Long.signum(b) ? Long.MAX_VALUE : Long.MIN_VALUE;

if (a != 0 && (b > 0 && b > maximum / a ||
               b < 0 && b < maximum / a))
{
    // Overflow
}

这是一个小桌子我掀起来检查这个,假装溢出发生在-10或+10:

a =  5   b =  2     2 >  10 /  5
a =  2   b =  5     5 >  10 /  2
a = -5   b =  2     2 > -10 / -5
a = -2   b =  5     5 > -10 / -2
a =  5   b = -2    -2 < -10 /  5
a =  2   b = -5    -5 < -10 /  2
a = -5   b = -2    -2 <  10 / -5
a = -2   b = -5    -5 <  10 / -2

Answer 3

有些Java库提供安全的算术运算,可检查长溢出/下溢.例如,番石榴的LongMath.checkedMultiply(长,长二)返回的产品a和b,只要它不溢出,并抛出ArithmeticException,如果a * b在签订溢出long运算.

Answer 4

您可以使用java.math.BigInteger来检查结果的大小(尚未测试代码):

BigInteger bigC = BigInteger.valueOf(a) * multiply(BigInteger.valueOf(b));
if(bigC.compareTo(BigInteger.valueOf(Long.MAX_VALUE)) > 0) {
  c = Long.MAX_VALUE;
} else {
  c = bigC.longValue()
}

Answer 5

使用对数检查结果的大小.

Answer 6

这是我能想到的最简单的方法

int a = 20;
long b = 30;
long c = a * b;

if(c / b == a) {
   // Everything fine.....no overflow
} else {
   // Overflow case, because in case of overflow "c/b" can't equal "a"
}