冷知识 | 为什么招行消费金额排名第一位显示"负数"？

先插入一条快讯：对于信息泄露事件，招行终于有所行动了！短信为证：

招行安全提示

作为消费排名第50多万的我倍感欣慰，我猜，榜上前50名持卡人应该也会在海量的骚扰短信中找到这条提醒，并好好保护好自己的银行卡安全呢^_

下面回到主题：
问：为什么招行消费金额排名第一位显示"负数"？
答：因为他/她刷到了2147483647元

招行消费金额排名

先看下维基百科上对这个数字的解释:

2147483647@wikipedia

我们再来看一段来自维基百科“天书” （计算机相关专业好好上课的剁友请笑而不语）~

在计算机科学中，整数的概念指数学上整数的一个有限子集。它也称为整数数据类型，或简称整型数、整型。通常是程序设计语言的一种基础数据类型，例如java及C 编程语言的int 数据类型，然而这种基础数据类型只能表示有限的整数，其范围受制于电脑的一个字组所包含的比特数所能表示的组合总数。当运算结果超出范围时，即出现演算溢出，微处理器的状态寄存器中的溢出旗标（overflow flag）会被设置，而系统则会产生溢出例外（overflow exception）或溢出错误（overflow error）。
电脑可处理带号（signed）及非带号（unsigned）整数，非带号整数不包括负数。由于一般情况下要同时处理正数及负数，带号整数把字组的最高有效比特（msb，即最左边的比特）视为正负号（0代表正，1代表负），而数字则以补码形式编码，以简化二进制运算的逻辑电路。

好了，看到这里，我猜各位剁友一定更加清(meng)晰(bi)了~ 下面我开始说“人话”~
当一条数据在计算机内生成时，它会占用计算机的一部分可用内存，当数字越大它会需要更多存储位。一台(CPU)32位机中最大的整型常量就是2,147,483,647(二十一亿四千七百四十八万三千六百四十七)，它等于2^31-1 (为什么不是2^32? 因为第一位要放正负号，0代表正，1代表负)。

当排名第1的这位招行持卡人正好刷到过2,147,483,647元时，
计算机存储的数值为: 01111111111111111111111111111111 （一个“0”后面三十一个“1”）
当他/她再刷1元时，计算机存储为: 0000000000000000000000000000000（ 三十二个“0”)
显示消费金额变成了0！

再再刷1元时，计算机存储为: 1000000000000000000000000000000 （一个“1”后面三十一个0）
还是0，因为"-0"还是0

...
再后面刷的，就会“显示”为负数。
那为什么负数还能显示到排名第一位呢？
因为只是排名程序用了32位的int， 而后台的程序用的int64,可以存储大得多的数，而不会溢出。int64即有符号 64 位整数数据类型，相当于C++中的long long、 C# 中的 long 和 SQL Server 中的 bigint，可以存储最大2^63-1(+9,223,372,036,854,775,807)的整数。
也就是缩，这位持卡人实际消费的金额是2,147,483,647+2+1,105,940=2,148,589,589元！（21亿多）

2014年上海藏家刘益谦刷卡支付2.8亿购买鸡缸杯，已经让羊毛哥大开眼界：

百夫长黑卡持卡人

这个数量级的钱还能买什么羊毛哥并没有概念，微博上的搜到的价值21亿的是波音787：

波音787宽体客机被中国买家匿名购买

回顾历史，因为计算机位存储位数不足而发生的事故和错误其实不只一次，众所周知的千年虫问题之外，还有很多案例。

阿丽亚娜5型运载火箭坠毁:
1996年6月4日，阿丽亚娜5型运载火箭的首次发射点火后，火箭开始偏离路线，最终被逼引爆自毁，整个过程只有短短30秒。阿丽亚娜5型运载火箭基于前一代4型火箭开发。在4型火箭系统中，对一个水平速率的测量值使用了16位的变量及内存，因为在4型火箭系统中反复验证过，这一值不会超过16位的变量，而5型火箭的开发人员简单复制了这部分程序，而没有对新火箭进行数值的验证，结果发生了致命的数值溢出。发射后这个64位带小数点的变量被转换成16位不带小数点的变量，引发了一系列的错误，从而影响了火箭上所有的计算机和硬件，瘫痪了整个系统，因而不得不选择自毁，4亿美金变成一个巨大的烟花。

阿丽亚娜5型运载火箭

PayPal系统错误:
2013年7月PayPal因系统错误而从用户Chris Reynolds的账号上扣除了92233万亿美元（具体扣除的金额是92,233,720,368,547,940.25美元，比2^63
− 1美分多出了182.18美元，扣除后账户余额为-92,233,720,368,547,800.00美元；相比之下，2012年美国全国的GDP总额“只有”16.24万亿美元[1]
）。PayPal后来更正了这一错误，并承诺将向Chris Reynolds指定的慈善团体提供一份捐助[2]。

Chris Reynolds账单

羊毛哥想说，错了，就是错了，为什么一份公开道歉这么艰难?

参考资料
[1] 2012年各国GDP统计 -- 世界银行
[2] PayPal Glitch Actually Put Man $92 Quadrillion in the Red. Daily Finance. 2013 [18 September 2013].