int溢出场景下使用1与1.0运算后转换为double的结果差异疑问

先来看你的代码和输出：

public class foo {
    public static void main(String [] args){
        int a = (int) Math.pow(2, 30);
        double d = (a + a - 1.0);
        double f = (a + a - 1);
        System.out.println(d);
        System.out.println(f);
    }
}

输出结果：

-2.147483649E9
2.147483647E9

你的疑惑我完全理解，一开始碰到这种情况确实容易懵，咱们一步步拆解问题的核心：

首先明确几个关键前提：

• a的值是2^30也就是1073741824，这个值在int的范围内（int最大值是2^31-1=2147483647），没问题。
• a+a等于2147483648，这已经超过了int的最大值，触发整数溢出，按照Java的补码规则，这个值会变成int的最小值：-2147483648。

现在分别看两个表达式的运算逻辑：

第一个表达式：a + a - 1.0 #

这里运算时遇到了1.0这个double类型的值，Java会先把前面溢出后的int结果（-2147483648）转换成double类型（也就是-2147483648.0），然后再做减法：-2147483648.0 - 1.0 = -2147483649.0，也就是你看到的-2.147483649E9。

第二个表达式：a + a - 1 #

这里的所有运算都是int类型的！第一步a+a溢出得到-2147483648，接下来用这个值减1（int类型），这时候又触发了一次溢出——因为-2147483648是int能表示的最小值，再减1的话，补码运算会让它循环到int的最大值：2147483647。最后把这个int值转换成double，就得到了2147483647.0，也就是输出的2.147483647E9。

简单总结一下：

• 第一个表达式因为有double参与，提前把溢出后的int转成了double，后续减法是double运算，不会再溢出；
• 第二个表达式全程都是int运算，溢出后再减1又一次溢出，结果变成了int的最大值，最后才转成double。

备注：内容来源于stack exchange，提问作者Matt