Java中Double类型大数相乘结果为-1或0的问题咨询

问题根因 #

1. 示例代码输出0的原因 #

你给出的代码中，字面量2默认是Java的int（32位有符号整数）类型，多个int值相乘的运算结果仍为int类型，int的合法取值范围仅为-2^31 ~ 2^31-1。
连续乘2的过程中，运算结果超出int取值范围时会触发整数溢出，溢出部分按补码规则直接截断，乘到第32次时有效位已经全部溢出，最终乘满64次的结果就是0。

2. 计算2^64返回-1的原因 #

该场景一般是使用了long（64位有符号整数）类型做运算：long的合法取值范围为-2^63 ~ 2^63-1，2^64超出取值范围触发整数溢出后，补码表示的结果恰好为-1。

你提到的预期值18446744073709552000是2^64用double类型表示的近似值，2^64的精确整数值为18446744073709551616。

解决方案 #

• 要获取精确超大整数结果，使用BigInteger类实现运算：

// 计算2^64的正确示例
BigInteger result = BigInteger.ONE.shiftLeft(64);
System.out.println(result);
// 输出：18446744073709551616

• 要获取double近似结果，把第一个运算数改为double类型字面量2.0，触发整个运算自动提升为double类型：

System.out.println(2.0*2*2*/* 此处省略剩余62个2 */*2);

注意：double仅能精确表示不超过2^53的整数，更大的整数会存在精度损失。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者nnhjbxozqxs