为何这段Java代码执行后输出负数？

你的代码里，x = x + 2 * x 等价于 x = 3 * x，也就是每次循环x都会变成原来的3倍。循环执行了30次（i从1到30，因为i < 31），最终要计算的是3^30的值。

问题出在Java的int类型限制上：

• int是32位有符号整数，取值范围是 -2147483648 到 2147483647（也就是-2^31到2^31-1）。
• 3^30的实际值是205891132094649，这个数远大于int能容纳的最大值2147483647，发生了整数溢出。

对于有符号整数来说，溢出后会按照补码规则循环：当数值超过最大值时，会从最小值开始往下计数，所以最终结果变成了负数。

要解决这个问题，只需要把x的类型换成long（64位有符号整数，范围足够容纳3^30），修改后的代码如下：

public class Program {
    public static void main(String[] args) {
        long x = 1;
        for (int i = 1; i < 31; i++) {
            x = x + 2 * x;
        }
        System.out.println(x);
    }
}

运行后会输出正确的205891132094649。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Connor