Java中2L与2的表达式差异及溢出问题解析

先来看你给出的两段代码：

sum=(sum+2L*(A.length-count1[i])*count1[i])%1000000007; 
sum=(sum+2*(A.length-count1[i])*count1[i])%1000000007; 

你的疑问是：

请问上述两个语句有什么区别？这与溢出问题存在怎样的关联？
已知：count1为整数类型数组，sum为long类型。
第一条语句可使代码通过提交，但第二条语句在部分场景下会引发溢出。Java不会自动对代码中的2进行类型转换吗？2L为何会产生不同的结果？

下面我来一步步拆解：

核心差异：字面量的类型决定了运算的基础类型 #

这两行代码唯一的区别就是2和2L：

• 2是int类型字面量，而2L是long类型字面量。Java的数值运算遵循「类型提升」规则，但这个提升是按运算顺序逐步触发的，不是全局一次性转换。

第二条语句溢出的原因：中间运算全是int类型 #

咱们拆解2*(A.length-count1[i])*count1[i]的计算过程：

1. A.length是int，count1[i]也是int，所以A.length-count1[i]的结果还是int。
2. 用int类型的2去乘这个int结果，得到的依然是int值。
3. 再和另一个int类型的count1[i]相乘——如果这几个int的乘积超过了int的最大值（2^31-1，也就是2147483647），就会发生int溢出。溢出后的值会变成错误的数值（比如负数），这时候再把这个错误值加到long类型的sum里，已经无法修正溢出带来的错误了，因为溢出已经发生在int运算的阶段。

为什么2L能避免溢出？ #

再看2L*(A.length-count1[i])*count1[i]的运算逻辑：

1. 第一个运算数是long类型的2L，根据Java的类型提升规则，当long和int进行运算时，int会被自动提升为long类型。
2. 所以A.length-count1[i]这个int结果会先被转成long，再和2L相乘，得到的是long类型的结果。
3. 接下来和count1[i]相乘时，count1[i]也会被提升为long，整个运算过程都在long类型下进行。long的最大值是2^63-1，远大于int的上限，所以中间步骤不会发生溢出，最终得到的是正确的结果，再加到sum里自然没问题。

关于自动类型转换的误区 #

你可能会疑惑：sum是long类型，Java为什么不自动把整个表达式转成long？
这是因为Java的运算优先级和类型提升是逐步骤执行的，不是直接把整个表达式的结果转成目标类型。第二条语句里的所有中间运算都是int类型，溢出已经在中间步骤发生了，等结果要赋值给sum的时候，只是把错误的int值转成long，无法挽回溢出的损失。

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