JAVA循环谜题26:在循环中

文章作者 100test 发表时间 2007:03:10 18:37:30
来源 100Test.Com百考试题网


下面的程序计算了一个循环的迭代次数,并且在该循环终止时将这个计数值打印了出来。那么,它打印的是什么呢?
public class InTheLoop {
public static final int END = Integer.MAX_VALUE.
public static final int START = END - 100.
public static void main(String[] args) {
int count = 0.
for (int i = START. i <= END. i )
count .
System.out.println(count).
}
}

如果你没有非常仔细地查看这个程序,你可能会认为它将打印100,因为END比START大100。如果你稍微仔细一点,你可能会发现该程序没有使用典型的循环惯用法。大多数的循环会在循环索引小于终止值时持续运行,而这个循环则是在循环索引小于或等于终止值时持续运行。所以它会打印101,对吗?
嗯,根本不对。如果你运行该程序,就会发现它压根就什么都没有打印。更糟的是,它会持续运行直到你撤销它为止。它从来都没有机会去打印count,因为在打印它的语句之前插入的是一个无限循环。
问题在于这个循环会在循环索引(i)小于或等于Integer.MAX_VALUE时持续运行,但是所有的int变量都是小于或等于Integer.MAX_VALUE的。因为它被定义为所有int数值中的最大值。当i达到Integer.MAX_VALUE,并且再次被执行增量操作时,它就有绕回到了Integer.MIN_VALUE。
如果你需要的循环会迭代到int数值的边界附近时,你最好是使用一个long变量作为循环索引。只需将循环索引的类型从int改变为long就可以解决该问题,从而使程序打印出我们所期望的101:
for (long i = START. i <= END. i )

更一般地讲,这里的教训就是int不能表示所有的整数。无论你在何时使用了一个整数类型,都要意识到其边界条件。如果其数值下溢或是上溢了,会怎么样呢?所以通常最好是使用一个取之范围更大的类型。(整数类型包括byte、char、short、int和long。)
不使用long类型的循环索引变量也可以解决该问题,但是它看起来并不那么漂亮:
int i = START.
do {
count .
}while (i != END).

如果清晰性和简洁性占据了极其重要的地位,那么在这种情况下使用一个long类型的循环索引几乎总是最佳方案。
但是有一个例外:如果你在所有的(或者几乎所有的)int数值上迭代,那么使用int类型的循环索引的速度大约可以提高一倍。下面是将f函数作用于所有40亿个int数值上的惯用法:
//Apply the function f to all four billion int values
int i = Integer.MIN_VALUE.
do {
f(i).
}while (i != Integer.MAX_VALUE).

该谜题对语言设计者的教训与谜题3相同:可能真的值得去考虑,应该对那些不会在产生溢出时而不抛出异常的算术运算提供支持。同时,可能还值得去考虑,应该对那些在整数值范围之上进行迭代的循环进行特殊设计,就像许多其他语言所做的那样。

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