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Java 中的 “long long” 等价类型解析

简介

在 C/C++ 语言中，有 long long 类型用于表示 64 位的整数。而在 Java 里，虽然没有完全相同名称的类型，但存在与之功能等价的类型 long。本文将深入探讨 Java 中 long 类型的相关知识，包括基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，帮助大家更好地在 Java 编程中运用这一数据类型。

目录

  1. 基础概念
  2. 使用方法
  3. 常见实践
  4. 最佳实践
  5. 小结
  6. 参考资料

基础概念

在 Java 中，long 类型是一种基本数据类型，用于存储 64 位有符号整数。它的取值范围从 -9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807。这使得 long 类型非常适合处理那些超出 int 类型范围（int 类型是 32 位，取值范围为 -2,147,483,648 到 2,147,483,647）的大整数。

使用方法

声明变量

声明一个 long 类型的变量非常简单，示例代码如下：

// 声明一个 long 类型的变量
long myLong; 

// 声明并初始化一个 long 类型的变量
long anotherLong = 123456789012345L;

需要注意的是，当给 long 类型变量赋值时，如果值超过了 int 类型的范围，需要在数字后面加上 L 或 l（建议使用大写 L，因为小写 l 容易与数字 1 混淆），以告诉编译器这是一个 long 类型的值。

运算操作

long 类型支持基本的算术运算，如加法、减法、乘法、除法和取模运算。示例代码如下：

long num1 = 10000000000L;
long num2 = 20000000000L;

// 加法运算
long sum = num1 + num2; 

// 减法运算
long difference = num2 - num1; 

// 乘法运算
long product = num1 * num2; 

// 除法运算
long quotient = num2 / num1; 

// 取模运算
long remainder = num2 % num1; 

System.out.println("Sum: " + sum);
System.out.println("Difference: " + difference);
System.out.println("Product: " + product);
System.out.println("Quotient: " + quotient);
System.out.println("Remainder: " + remainder);

类型转换

可以在 long 类型与其他数值类型之间进行转换。 - 从 long 转换到 int： 如果 long 的值在 int 类型的取值范围内，可以进行显式类型转换。例如：

long longValue = 1000L;
int intValue = (int) longValue;

但是，如果 long 的值超出了 int 类型的范围，进行这种转换会导致精度损失，结果将是一个截断的值。 - 从其他类型转换到 long： 从较小的整数类型（如 byte、short、int）转换到 long 类型是隐式的，因为 long 类型能够容纳这些类型的所有值。例如：

int intValue2 = 500;
long longValue2 = intValue2;

常见实践

处理大数据量的计数

在处理大量数据的计数场景中，int 类型可能会溢出，而 long 类型则能满足需求。例如，统计文件中的行数或者数据库中的记录数：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class LineCounter {
    public static void main(String[] args) {
        String filePath = "example.txt";
        long lineCount = 0;

        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(filePath))) {
            while (reader.readLine() != null) {
                lineCount++;
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("Total lines in the file: " + lineCount);
    }
}

时间处理

在 Java 中，System.currentTimeMillis() 方法返回从 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 UTC 到当前时间的毫秒数，返回值类型就是 long。例如，计算程序执行的时间：

public class ExecutionTime {
    public static void main(String[] args) {
        long startTime = System.currentTimeMillis();

        // 模拟一些耗时操作
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            // 空操作
        }

        long endTime = System.currentTimeMillis();
        long executionTime = endTime - startTime;

        System.out.println("Execution time in milliseconds: " + executionTime);
    }
}

最佳实践

避免不必要的类型转换

频繁的类型转换会增加代码的复杂性并且可能影响性能。在设计程序时，尽量提前规划好数据类型的使用，避免在 long 和其他类型之间进行不必要的转换。

注意溢出问题

尽管 long 类型的取值范围很大，但在进行大量的算术运算时，仍然可能发生溢出。在进行涉及 long 类型的乘法运算时，如果结果可能超出 long 的范围，可以考虑先进行除法运算，或者使用 BigInteger 类（用于处理任意大小的整数）。例如：

import java.math.BigInteger;

public class BigIntegerExample {
    public static void main(String[] args) {
        BigInteger bigNum1 = new BigInteger("12345678901234567890");
        BigInteger bigNum2 = new BigInteger("98765432109876543210");

        BigInteger product = bigNum1.multiply(bigNum2);
        System.out.println("Product: " + product);
    }
}

恰当的命名

为了提高代码的可读性，在声明 long 类型变量时，使用有意义的命名。例如，如果变量用于存储文件大小，命名为 fileSizeInBytes 比简单命名为 l1 要好得多。

小结

在 Java 中，long 类型作为 long long 在 C/C++ 中的等价类型，为处理 64 位整数提供了有力支持。了解 long 类型的基础概念、正确的使用方法以及常见实践和最佳实践，能够帮助我们在编写 Java 程序时更有效地处理大整数数据，避免潜在的错误和性能问题。

参考资料