java 64bit unsigned

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mob64ca12e20c7d 2024-08-20 10:13:01 ©著作权

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Java 中的 64 位无符号整数

在 Java 编程中，我们常常需要处理各种类型的数据，其中包括整数。在 Java 中，基本数据类型包括 byte、short、int 和 long。这里需要注意的是，Java 的整数类型都是有符号的，这意味着它们可以表示负值、零和正值。尽管 long 类型是 64 位的，但它不能直接处理无符号整数。这使得在处理大数时，特别是需要表示无符号范围的场景时，程序员需要采取一些措施。

64 位无符号整数的概念

在计算机科学中，一个 64 位的无符号整数可以表示范围从 0 到 2^64-1 （即 0 至 18,446,744,073,709,551,615）。而 Java 的 long 类型的范围是从 -2^63 到 2^63-1。这意味着在某些情况下，当我们需要存储非常大的正整数时，使用 Java 内置类型直接会遇到限制。

使用 `BigInteger` 处理无符号整数

Java 中可以使用 java.math.BigInteger 类来处理更大的整数，包括无符号整数。BigInteger 提供了无穷大的精度，能够满足大多数需要和处理精确度的问题。

代码示例

下面的代码示例展示了如何使用 BigInteger 类来处理一个无符号 64 位整数：

import java.math.BigInteger;

public class UnsignedLongExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个无符号64位整数
        BigInteger unsignedLong = new BigInteger("18446744073709551615"); // 2^64-1
        System.out.println("无符号64位整数: " + unsignedLong);

        // 执行加法
        BigInteger incrementedValue = unsignedLong.add(BigInteger.ONE);
        System.out.println("加1后的值: " + incrementedValue);

        // 执行与操作
        BigInteger andValue = unsignedLong.and(BigInteger.valueOf(1));
        System.out.println("与操作: " + andValue);
    }
}

在这段代码中，我们首先创建了一个表示无符号 64 位整数的 BigInteger 实例。我们演示了如何对这个数进行加法运算，并执行了一次与操作。由于 BigInteger 自动处理任意大小的整数，因此我们无需担心溢出或其他问题。

注意事项

使用 BigInteger 有其优势和劣势。虽然它能够处理非常大的数字，但相对于原始数据类型，它的性能较慢。一般情况下，若不需要处理特别大的数值，使用原始数据类型会更为高效。因此，在选择使用 BigInteger 之前，应评估应用场景。

流程图

以下是使用 BigInteger 处理无符号 64 位整数的流程图展示：

flowchart TD
    A[开始] --> B{创建 BigInteger}
    B -->|2^64-1| C[执行运算]
    C --> D[加法运算]
    C --> E[与操作]
    D --> F[输出结果]
    E --> F
    F --> G[结束]