由一个死循环引出的一系列问题及思考

一次粗心引起的死循环

场景

一次系统升级中，需要修改一个需求，而这个需求需要修改一个for循环的次数，原循环如下：

for(byte i = 0 ; i < 30 ; i++){
//do something
}

而修改后如下：

for(byte i = 0 ; i < 300 ; i++){
//do something
}

老司机很轻易的就能知道哪儿有问题，但是因为我的粗心，导致当时没有发现这个问题，造成了死循环，不过还好改的地方不多，几分钟就找到了这个地方。

问题原因

第二个为什么是死循环呢？这与java中数据类型的存储有关，byte类型的数值最多8位（二进制位），也就是byte的最大值也就是2^8 = 256了，有的同学可能会说，不对啊，java中byte不是-128~127吗，是的因为java中的number类型都是有符号的，所以符号位要占一位，也就是说java中的byte除去符号位其实也就7位，所以byte值也就是-128~127了，所以这个循环是永远不可能满足退出条件i
< 300的，因此造成了死循环。

再来说开篇的问题，第一个for循环退出条件是i < 30，这个是没问题的，但是修改的时候没有看i的类型，直接将for循环的退出条件修改为了i < 300，i的最大值也就127了自然是不会大于300了，所以修改后这个for循环就成为了一个死循环。

扩展

可能有的同学会问，既然byte类型的最大值是127，那么byte类型的127加1后是多少？这个其实可以自己把二进制写出来然后加一下答案就有了
127的二进制表示：

0111 1111

加1后的二进制表示：

1000 0000

因为最高位是符号位，所以可以知道该数值是一个负数，而对于一些同学可能知道以下概念：


原码

原码表示法在数值前面增加了一位符号位（即最高位为符号位）：正数该位为0，负数该位为1（0有两种表示：+0和-0），其余位表示数值的大小。例如：八位的情况下

    +1表示为：

        0000 0001

    -1表示为：

        1000 0001

看到这里，可能这部分同学想说，那上边的结果不就是-0了吗？但实际上并不是的，因为在计算机中实际对于负数并不是用的原码表示法，而是用的二补数（补码）。

首先我们需要了解以下概念：



补码

正整数的补码是其二进制表示，与原码相同，求负整数的补码，将其对应正数二进制表示所有位取反（包括符号位，0变1，1变0）后加1

有了以上概念就好算了，首先1000 0000最高位符号位是1，说明该值是一个负数，根据负数表示法逆推，想要得到正数需要先将该值减1，也就是：

1000 0000 - 1 = 0111 1111

然后将该值取反得到1000 0000

看到这里有的同学会问了，这不是跟没算一样吗？是的对于八位数来说1000 0000是个比较特殊的数字，他的补码还是他自己，但是你要仔细看概念，这样求得的数字是一个正数（求负数补码是在正数基础上求得的），也就是此时最高位的1就不用当符号位看了，所以对应的正数是128，加上原符号位也就是-128了。

同时也能发现，对于二补数来说是不存在-0的，因为任何一个非0二进制取反加1都不可能等于0（有兴趣的可以想一下为什么，很简单）。

至于为什么计算机采用二补数而不是原码表示法，可以自己思考一下，或者查询资料，或者加我的QQ群339634085我们一起讨论~~

附加


       
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