Widening Primitive Conversion & Narrowing Primitive Conversion

这几天看《Java Puzzlers》里面好些题目都是关于byte,char,int float,double的一些隐式和显示的类型转换问题，今天仔细看了一下JLS里面关于类型转换的问题.

Widening Primitive Conversion

主要是小范围类型向大范围类型进行转换，主要有19种

• byte to short, int, long, float, or double

• short to int, long, float, or double

• char to int, long, float, or double

• int to long, float, or double

• long to float or double

• float to double

以下几种宽类型转换是不会丢失信息的，（大范围类型的精度足够存放小范围类型的信息）

• from an integral type to another integral type

• from byte, short, or char to a floating point type

• from int to double

• from float to double in a strictfp expression 

以下几种转换是会丢失信息的：int to float, long to float, float to double

转换规则如下：

二进制补码的符号位扩展（char是两字节的无符号类型,所以是0扩展）

Narrowing Primitive Conversion

主要是大范围类型向小范围类型进行转换，主要有22种：

• short to byte or char

• char to byte or short

• int to byte, short, or char

• long to byte, short, char, or int

• float to byte, short, char, int, or long

• double to byte, short, char, int, long, or float

窄型类型转换是可能出现值的大小和精度的变化（lose information）

当整型S向整型D(大小是n个字节)进行窄型转化时,最终结果是截取整型S的低N个字节

int i = -1;   // i = 0xffffffffshort s = (short)i; //s = 0xffff

当浮点型S向整形D进行转换时,遵循规则如下:

1. 当D是int or long:

   1) 当S是NAN，D = 0

   2）其他情况，如果D能表示S，则D = S，若不能表示D为D的最小值(当S比较小的时候)，D为它的最大值（当S比较大的时候）

2. 当D是byte ,char, short:

   先将D看成int or long，然后将得到的结果窄型转换成byte,char,short

针对浮点型向整型我们看一个例子:

public static void testNarrowPrimitiveConversion() {System.out.println("===============NarrowPrimitiveConversion===============");float fmin = Float.NEGATIVE_INFINITY;float fmax = Float.POSITIVE_INFINITY;System.out.println("long: " + (long) fmin + ".." + (long) fmax);System.out.println("int: " + (int) fmin + ".." + (int) fmax);System.out.println("short: " + (short) fmin + ".." + (short) fmax);System.out.println("char: " + (int) (char) fmin + ".."+ (int) (char) fmax);System.out.println("byte: " + (byte) fmin + ".." + (byte) fmax);}

输出结果如下:

===============NarrowPrimitiveConversion===============long: -9223372036854775808..9223372036854775807int: -2147483648..2147483647short: 0..-1char: 0..65535byte: 0..-1

从结果可以看到float转换成long, int ,char都是它们对应类型的最大值和最小值,而对于short和byte的结果，可以这么理解,先转换成int的结果，在进行窄化类型转换。

转换成int的结果是 Tmin = 8000 0000 Tmax = 7fff ffff,转换成short和byte都是取低位两个字节为0x0000和0xffff，所以结果如上所示.

整合宽型转换和窄型转换，在来看个例子,它是《Java Puzzlers》的第六个问题:

public static void main(String[] args) {System.out.println((byte) -1);System.out.println((int)(char)(byte) -1);}

程序第一行：-1是个int型字面量，4个字节,0xffffffff,窄型转换成byte，截取低位1个字节为0xff,输出-1。

程序第二行:（byte）-1的结果是0xff,符号扩展成char:0xffff,在转换成int,因为char是无符号类型，是0扩展的，所以最终结果是0x0000 ffff，输出是65535

在说一下基本数据类型在算术运算中的类型转换：

单目操作运算符：

• 如果操作数的类型是Byte, Short, Character, or Integer,首先回进行unbox conversion,然后转换成int
• 如果操作数的类型是Long，Double，Long，直接进行unbox conversion
• 如果是byte,short,char,则直接转换成int

单目操作运算符有如下几个:创建数组的表达式，数组选择，正负符号，位取反，左移，右移等，JLS里面有个解释非常好的例子如下所示：

class Test {    public static void main(String[] args) {        byte b = 2;        int a[] = new int[b];  // dimension expression promotion        char c = '\u0001';        a[c] = 1;              // index expression promotion        a[0] = -c;             // unary - promotion        System.out.println("a: " + a[0] + "," + a[1]);        b = -1;        int i = ~b;            // bitwise complement promotion        System.out.println("~0x" + Integer.toHexString(b)                           + "==0x" + Integer.toHexString(i));        i = b << 4L;           // shift promotion (left operand)        System.out.println("0x" + Integer.toHexString(b)                           + "<<4L==0x" + Integer.toHexString(i));    }}

对于双目运算符：

基本数据类型的转换如下：

• 如果操作数是引用类型，直接进行unbox conversion
• 如果两个操作数中有double，则另外一个也转换成double
• 如果两个操作数中有float，则另外一个也转换成float
• 如果两个操作数中有long，则另外一个也转换成long
• 其他情况都两个操作数转换成int

双目运算符主要包括算术运算，逻辑运算，关系运算,在贴一个JLS的例子

class Test {    public static void main(String[] args) {        int i    = 0;        float f  = 1.0f;        double d = 2.0;        // First int*float is promoted to float*float, then        // float==double is promoted to double==double:        if (i * f == d) System.out.println("oops");        // A char&byte is promoted to int&int:        byte b = 0x1f;        char c = 'G';        int control = c & b;        System.out.println(Integer.toHexString(control));        // Here int:float is promoted to float:float:        f = (b==0) ? i : 4.0f;        System.out.println(1.0/f);    }}

这里要提的是在JLS中有一句话是这么说的In certain cases, the conditional operator ? : 也使用双目运算符的转换规则，这让我想起了《Java Puzzlers》的第八个题目

public static void main(String[] args) {char x = 'X';//final int i = 0;int i = 0;System.out.println(true ? x : 0);System.out.println(false ? i : x);}

如果按照双目运算符的规则来看的话，因为0,和i都是int，那么x会转换成int，所以输出应该是两个88,但是结果不是的！！！第一个输出的X，第二个输出的是88




书中给出的解释是这样的：

1.如果第二个和第三个操作数具有相同的类型,那么它就是条件表达式的类型。换句话说,你可以通过绕过混合类型的计算来避免大麻烦。
2.如果一个操作数的类型是 T,T 表示 byte、short 或 char,而另一个操作数是一个 int 类型的常量表达式,它的值是可以用类型T表示的,那么条
件表达式的类型就是 T。（这就是为什么第一个输出是X的缘故，0是常量表达式，所以输出是System.out.println(char)）
3.否则,将对操作数类型运用二进制数字提升（就是双目运算符的转换规则）,而条件表达式的类型就是第二个和第三个操作数被提升之后的类型。





然后我看了一下JLS对条件表达式的官方说明，上述3条规则只是一个子集而已，但是对于一般的问题上述规则是可以解决的！

OK！今天就这样吧，类型转换的知识肯定不止这一点，以后遇到在补上吧！