Java中将int数据运算结果赋值给long发生溢出问题

博主今日在一道算法题中调用自定义的快速幂方法时，提交始终无法AC。但算法思路和实现过程万无一失，经过仔细排查，终于发现了一个一直以来都被忽视掉的Java基本数据向上转型溢出问题。

话不多说，直接上代码：

public class Int2LongOverflow {
    public static void main(String[] args) {
        // Integer.MAX_VALUE = 2147483647
        int a = Integer.MAX_VALUE;
        int b1 = 1;
        long sum1 = a + b1;

        long sum2 = 2147483647 + 1;

        long b2 = 1;
        long sum3 = a + b2;

        long sum4 = 2147483647 + 1L;

        System.out.println("sum1 = " + sum1);
        System.out.println("sum2 = " + sum2);
        System.out.println("sum3 = " + sum3);
        System.out.println("sum4 = " + sum4);
    }
}

在公布答案之前，大家思索一下，是不是sum1, sum2, sum3, sum4均输出2147483648呢？

好了，下面是代码运行结果：

sum1 = -2147483648
sum2 = -2147483648
sum3 = 2147483648
sum4 = 2147483648

看似sum1, sum2, sum3, sum4均计算2147483647 + 1的结果，并且结果用long类型接收，但为什么会有两种不同计算结果呢？

1. sum1计算的是a + b1，其中a和b1均为int类型数据。因此，计算顺序是这样的：首先取表达式中最大的类型暂存计算结果，也就是int类型暂存a + b1的结果，显然会发生溢出，暂存的结果就为-2147483648；然后再将暂存的结果赋值给sum1，其中会向上隐式转型，于是sum1 = -2147483648。
2. sum2计算的是两个字面量值的和。在Java中，纯数字字面量默认类型为int（在整数后加L表示long类型，例如12L表示long类型的12），因此，sum2的计算效果同sum1。
3. sum3与sum1唯一的区别就是，其中b2的类型变为long（值保持不变）。因此在计算时，会将a向上转型为long，再做long类型之间的运算，运算结果为long类型，最后再赋值给sum3。这一系列操作自然不会发生溢出。
4. sum4表达式中的字面量1L为long类型，计算效果同sum3，不会发生溢出。

总结：
在Java中，如果赋值语句的右边是表达式，可以将该语句看成三个执行过程。

1. 将表达式中所有变量或字面量隐式向上转型为其中的最大类型；
2. 用1中的最大类型暂存计算结果；
3. 将暂存的结果赋值给左侧变量，如果暂存类型与左侧变量类型不一致，需要做显式（向下转型）或隐式（向上转型）的类型转换。