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A operação 100 x 22118400 resulta num valor que excede a capacidade (2³¹ -1 ou 2147483647) que um inteiro de 32-bits pode suportar, o que ocasiona um Integer Overflow, um transbordamento, porém. Normalmente a JVMJVM não lança nenhum alerta ou exceção sobre isto, segundo a documentação, 2.11.3. Arithmetic Instructions:

A JVM não indica transbordamentooverflow durante as operações em tipos de dados inteirosinteiro. As únicas operações com números inteiros que podem lançar exceções são as instruções de divisão (iDiviDiv e ldivldiv) e as instruções de resto da divisão inteira (IremIrem e lremlrem), que lançam uma ArithmeticExceptionArithmeticException se o divisor é zero.

O retorno negativoresultado negativo dessa operação é devido ao resultadoretorno vir no formato Complemento para dois, que é utilizado para representar inteiros negativos, a documentação cita o seguinte, **15.17.1. Multiplication Operator ***15.17.1. Multiplication Operator:

Se um overflow ocorrer na multiplicação de inteiros, o resultado são os bits menos significativosbits menos significativos, representado no formato complemento de dois. Como resultado, se ocorre transbordamentooverflow, o sinal do resultado pode não ser o mesmo que o sinal do produto matemático dos dois valores dos operandos.

PortantoConsiderando o código abaixo:

public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
  System.out.println(100 * 22118400); // -2083127296 quando divido por 44954676, resulta em -46.. 
}
public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    // 100 * 22118400 = -2083127296, quando divido por 44954676, resulta em -46..
    System.out.println(((100 * 22118400) / 44954676)); 
}

Representação Binária

O número 100 em binário é representado por 1100100, e 22118400 é 1010100011000000000000000. Na multiplicação binária obtemobtemos como resultado 10000011110101100000000000000000, que quando convertido para decimal resulta 22118400002211840000, o valor esperado. A ilustração abaixo mostra como a multiplicação foi feita do seguinte modo:

Resolução

Para contornar este problema se deve utilizar um tipotipo que ofereça maior capacidade de armazenamento, o tipo Long (2⁶³  -1 ou 9223372036854775807L) é um exemplo:

public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    System.out.println(((100 * 22118400L) / 44954676)); // 49
}
public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    System.out.println(((100 * 22118400L) / 44954676)); // 49, correto!
}

DEMODEMO

Se você não se sentir seguro ao usar um tipo como o Long, ou não souber o valor que uma variável pode assumir, considere usar a classe BigInteger, teoricamente não há um limite, ela vai alocarserá alocado a quantidade de memória que for necessária para manter a informação recebida, claro que há limites práticos como a disponibilidade de memória, porém pouco provávelé algo bastante difícil de acontecer. Vamos a

Segue um exemplo de uso da BigInteger:

public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    BigInteger valor1 = new BigInteger("100");
    BigInteger valor2 = new BigInteger("22118400");
    BigInteger valor3 = new BigInteger("44954676");
    
    BigInteger soma = valor1.multiply(valor2);
    BigInteger divisao = soma.divide(valor3);
    System.out.printf("A soma entre %d e %d resulta %d\n", valor1, valor2, soma);
    System.out.printf("A divisão entre %d e %d resulta %d", soma, valor3, divisao);
}
public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    BigInteger valor1 = new BigInteger("100");
    BigInteger valor2 = new BigInteger("22118400");
    BigInteger valor3 = new BigInteger("44954676");
    
    BigInteger mul = valor1.multiply(valor2);
    BigInteger divisao = soma.divide(valor3);
    System.out.printf("A multiplicação entre %d e %d resulta %d\n", valor1, valor2, mul);
    System.out.printf("A divisão entre %d e %d resulta %d", soma, valor3, divisao);
}

DEMODEMO

Detecção de Overflows

Para detectar Overflows emEm versões anteriores ao Java 8, era você quem tinhanão há métodos nativos que auxiliam a detectar Overflows, o que cabe a você fazer isto. Uma das formas de detecção é verificar por transbordamentosse o valor de uma variável do tipo Long está dentro da gama aceitável do tipo inteiro, em outras palavras:

public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    int valor1 = 100;
    int valor2 = 22118400;
    int valor3 = 44954676;
    
    int soma = Math.multiplyExact(valor1, valor2);
    int divisao = Math.floorDiv(soma, valor3);
    System.out.printf("A soma entre %d e %d resulta %d\n", valor1, valor2, soma);
    System.out.printf("A divisão entre %d e %d resulta %d", soma, valor3, divisao);
}
public static int mult(int a, int b) throws ArithmeticException {
    long resultado = a * (long) b;    
    if (resultado > Integer.MAX_VALUE || resultado < Integer.MIN_VALUE){
        throw new ArithmeticException("Integer overflow");
    }
    return (int) resultado;
}

E utilizá-lo do seguinte modo:

public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    int valor1 = 100;
    int valor2 = 22118400;
    int valor3 = 44954676;
        
    int mul = mult(valor1, valor2);
    int divisao = soma / valor3;
    System.out.printf("A soma entre %d e %d resulta %d\n", valor1, valor2, mul);
    System.out.printf("A divisão entre %d e %d resulta %d", soma, valor3, divisao);
} 

O código acima vai gerar a seguinte exceção:

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: integerInteger overflow

DEMODEMO

Em versões anteriores aoNo Java 8, uma das formasforam adicionados métodos que se encarregam de verificar umrealizar as operações aritméticas e se houver OverflowOveflows é verificar se um valor do tipo/Underflows, uma exceção Long caí dentro da gama representável de um inteiroArithmeticException é lançada. Os seguintes métodos foram adicionados na classe java.lang.Math:

public static int mult(int a, int b) throws ArithmeticException {
    long resultado = a * (long) b;    
    if (resultado > Integer.MAX_VALUE || resultado < Integer.MIN_VALUE){
        throw new ArithmeticException("Integer overflow");
    }
    return (int) resultado;
}
Int                                            Long
-----------------------------------------------------------------------------------------------
public static int addExact(int x, int y)       public static long addExact(long x, long y)
public static int decrementExact(int a)        public static long decrementExact(long a)
public static int incrementExact(int a)        public static long incrementExact(long a)
public static int multiplyExact(int x, int y)  public static long multiplyExact(long x, long y)
public static int negateExact(int a)           public static long negateExact(long a)
public static int subtractExact(int x, int y)  public static long subtractExact(long x, long y)
public static int toIntExact(long value)

E utilizá-lo do seguinte modoSegue um exemplo:

public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    int valor1 = 100;
    int valor2 = 22118400;
    int valor3 = 44954676;
        
    int soma = mult(valor1, valor2);
    int divisao = soma / valor3;
    System.out.printf("A soma entre %d e %d resulta %d\n", valor1, valor2, soma);
    System.out.printf("A divisão entre %d e %d resulta %d", soma, valor3, divisao);
} 
public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    int valor1 = 100;
    int valor2 = 22118400;
    int valor3 = 44954676;
    
    int mul = Math.multiplyExact(valor1, valor2);
    int divisao = Math.floorDiv(soma, valor3);
    System.out.printf("A soma entre %d e %d resulta %d\n", valor1, valor2, mul);
    System.out.printf("A divisão entre %d e %d resulta %d", soma, valor3, divisao);
}

O código acima vai gerar a seguinte exceção:

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: Integerinteger overflow

DEMODEMO

A título de curiosidade, o Youtube em dezembro de 2014 foi forçado a usar um inteiro de 64-bits64-bits (9223372036854775808), depois que o vídeo PSY - GANGNAM STYLE (강남스타일) M/V, atingiu o limite de visualizações (2147483647, valor máximo de um inteiro de 32-bits32-bits).

A operação 100 x 22118400 resulta num valor que excede a capacidade (2³¹ -1 ou 2147483647) que um inteiro pode suportar, o que ocasiona um Integer Overflow, um transbordamento, porém a JVM não lança nenhum alerta ou exceção sobre isto, segundo a documentação, 2.11.3. Arithmetic Instructions:

A JVM não indica transbordamento durante as operações em tipos de dados inteiros. As únicas operações com números inteiros que podem lançar exceções são as instruções de divisão (iDiv e ldiv) e as instruções de resto da divisão inteira (Irem e lrem), que lançam uma ArithmeticException se o divisor é zero.

O retorno negativo dessa operação é devido ao resultado vir no formato Complemento para dois, que é utilizado para representar inteiros negativos, a documentação cita o seguinte, **15.17.1. Multiplication Operator ***:

Se um overflow ocorrer na multiplicação de inteiros, o resultado são os bits menos significativos representado no formato complemento de dois. Como resultado, se ocorre transbordamento, o sinal do resultado pode não ser o mesmo que o sinal do produto matemático dos dois valores dos operandos.

Portanto:

public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
  System.out.println(100 * 22118400); // -2083127296 quando divido por 44954676, resulta em -46.. 
}

O número 100 em binário é representado por 1100100, e 22118400 é 1010100011000000000000000. Na multiplicação binária obtem como resultado 10000011110101100000000000000000 que quando convertido para decimal resulta 2211840000, o valor esperado. A multiplicação foi feita do seguinte modo:

Para contornar este problema se deve utilizar um tipo que ofereça maior capacidade de armazenamento, o tipo Long (2⁶³-1 ou 9223372036854775807L) é um exemplo:

public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    System.out.println(((100 * 22118400L) / 44954676)); // 49
}

DEMO

Se você não se sentir seguro ao usar um tipo como o Long, ou não souber o valor que uma variável pode assumir, considere usar a classe BigInteger, teoricamente não há um limite, ela vai alocar a quantidade de memória que for necessária para manter a informação recebida, claro que há limites práticos como a disponibilidade de memória, porém pouco provável de acontecer. Vamos a um exemplo:

public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    BigInteger valor1 = new BigInteger("100");
    BigInteger valor2 = new BigInteger("22118400");
    BigInteger valor3 = new BigInteger("44954676");
    
    BigInteger soma = valor1.multiply(valor2);
    BigInteger divisao = soma.divide(valor3);
    System.out.printf("A soma entre %d e %d resulta %d\n", valor1, valor2, soma);
    System.out.printf("A divisão entre %d e %d resulta %d", soma, valor3, divisao);
}

DEMO

Para detectar Overflows em versões anteriores ao Java 8, era você quem tinha que verificar por transbordamentos

public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    int valor1 = 100;
    int valor2 = 22118400;
    int valor3 = 44954676;
    
    int soma = Math.multiplyExact(valor1, valor2);
    int divisao = Math.floorDiv(soma, valor3);
    System.out.printf("A soma entre %d e %d resulta %d\n", valor1, valor2, soma);
    System.out.printf("A divisão entre %d e %d resulta %d", soma, valor3, divisao);
}

O código acima vai gerar a seguinte exceção:

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: integer overflow

DEMO

Em versões anteriores ao Java 8, uma das formas de verificar um Overflow é verificar se um valor do tipo Long caí dentro da gama representável de um inteiro.

public static int mult(int a, int b) throws ArithmeticException {
    long resultado = a * (long) b;    
    if (resultado > Integer.MAX_VALUE || resultado < Integer.MIN_VALUE){
        throw new ArithmeticException("Integer overflow");
    }
    return (int) resultado;
}

E utilizá-lo do seguinte modo:

public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    int valor1 = 100;
    int valor2 = 22118400;
    int valor3 = 44954676;
        
    int soma = mult(valor1, valor2);
    int divisao = soma / valor3;
    System.out.printf("A soma entre %d e %d resulta %d\n", valor1, valor2, soma);
    System.out.printf("A divisão entre %d e %d resulta %d", soma, valor3, divisao);
} 

O código acima vai gerar a exceção:

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: Integer overflow

DEMO

A título de curiosidade, o Youtube em dezembro de 2014 foi forçado a usar um inteiro de 64-bits (9223372036854775808), depois que o vídeo PSY - GANGNAM STYLE (강남스타일) M/V atingiu o limite de visualizações (2147483647, inteiro de 32-bits).

A operação 100 x 22118400 resulta num valor que excede a capacidade (2³¹ -1 ou 2147483647) que um inteiro de 32-bits pode suportar, o que ocasiona um Integer Overflow, um transbordamento. Normalmente a JVM não lança nenhum alerta ou exceção sobre isto, segundo a documentação, 2.11.3. Arithmetic Instructions:

A JVM não indica overflow durante as operações em tipos de dados inteiro. As únicas operações com números inteiros que podem lançar exceções são as instruções de divisão (iDiv e ldiv) e as instruções de resto da divisão inteira (Irem e lrem), que lançam uma ArithmeticException se o divisor é zero.

O resultado negativo dessa operação é devido ao retorno vir no formato Complemento para dois, que é utilizado para representar inteiros negativos, a documentação cita o seguinte, 15.17.1. Multiplication Operator:

Se um overflow ocorrer na multiplicação de inteiros, o resultado são os bits menos significativos, representado no formato complemento de dois. Como resultado, se ocorre overflow, o sinal do resultado pode não ser o mesmo que o sinal do produto matemático dos dois valores dos operandos.

Considerando o código abaixo:

public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    // 100 * 22118400 = -2083127296, quando divido por 44954676, resulta em -46..
    System.out.println(((100 * 22118400) / 44954676)); 
}

Representação Binária

O número 100 em binário é representado por 1100100, e 22118400 é 1010100011000000000000000. Na multiplicação binária obtemos como resultado 10000011110101100000000000000000, que quando convertido para decimal resulta 2211840000, o valor esperado. A ilustração abaixo mostra como a multiplicação foi feita:

Resolução

Para contornar este problema se deve utilizar um tipo que ofereça maior capacidade de armazenamento, Long (2⁶³  -1 ou 9223372036854775807L) é um exemplo:

public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    System.out.println(((100 * 22118400L) / 44954676)); // 49, correto!
}

DEMO

Se você não se sentir seguro ao usar um tipo como o Long, ou não souber o valor que uma variável pode assumir, considere usar a classe BigInteger, teoricamente não há um limite, será alocado a quantidade de memória que for necessária para manter a informação recebida, claro que há limites práticos como a disponibilidade de memória, porém é algo bastante difícil de acontecer.

Segue um exemplo de uso da BigInteger:

public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    BigInteger valor1 = new BigInteger("100");
    BigInteger valor2 = new BigInteger("22118400");
    BigInteger valor3 = new BigInteger("44954676");
    
    BigInteger mul = valor1.multiply(valor2);
    BigInteger divisao = soma.divide(valor3);
    System.out.printf("A multiplicação entre %d e %d resulta %d\n", valor1, valor2, mul);
    System.out.printf("A divisão entre %d e %d resulta %d", soma, valor3, divisao);
}

DEMO

Detecção de Overflows

Em versões anteriores ao Java 8, não há métodos nativos que auxiliam a detectar Overflows, o que cabe a você fazer isto. Uma das formas de detecção é verificar se o valor de uma variável do tipo Long está dentro da gama aceitável do tipo inteiro, em outras palavras:

public static int mult(int a, int b) throws ArithmeticException {
    long resultado = a * (long) b;    
    if (resultado > Integer.MAX_VALUE || resultado < Integer.MIN_VALUE){
        throw new ArithmeticException("Integer overflow");
    }
    return (int) resultado;
}

E utilizá-lo do seguinte modo:

public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    int valor1 = 100;
    int valor2 = 22118400;
    int valor3 = 44954676;
        
    int mul = mult(valor1, valor2);
    int divisao = soma / valor3;
    System.out.printf("A soma entre %d e %d resulta %d\n", valor1, valor2, mul);
    System.out.printf("A divisão entre %d e %d resulta %d", soma, valor3, divisao);
} 

O código acima vai gerar a seguinte exceção:

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: Integer overflow

DEMO

No Java 8, foram adicionados métodos que se encarregam de realizar as operações aritméticas e se houver Oveflows/Underflows, uma exceção ArithmeticException é lançada. Os seguintes métodos foram adicionados na classe java.lang.Math:

Int                                            Long
-----------------------------------------------------------------------------------------------
public static int addExact(int x, int y)       public static long addExact(long x, long y)
public static int decrementExact(int a)        public static long decrementExact(long a)
public static int incrementExact(int a)        public static long incrementExact(long a)
public static int multiplyExact(int x, int y)  public static long multiplyExact(long x, long y)
public static int negateExact(int a)           public static long negateExact(long a)
public static int subtractExact(int x, int y)  public static long subtractExact(long x, long y)
public static int toIntExact(long value)

Segue um exemplo:

public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    int valor1 = 100;
    int valor2 = 22118400;
    int valor3 = 44954676;
    
    int mul = Math.multiplyExact(valor1, valor2);
    int divisao = Math.floorDiv(soma, valor3);
    System.out.printf("A soma entre %d e %d resulta %d\n", valor1, valor2, mul);
    System.out.printf("A divisão entre %d e %d resulta %d", soma, valor3, divisao);
}

O código acima vai gerar a seguinte exceção:

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: integer overflow

DEMO

A título de curiosidade, o Youtube em dezembro de 2014 foi forçado a usar um inteiro de 64-bits (9223372036854775808), depois que o vídeo PSY - GANGNAM STYLE (강남스타일) M/V, atingiu o limite de visualizações (2147483647, valor máximo de um inteiro de 32-bits).

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Se um transbordamentooverflow ocorrer na multiplicação de inteiros, o resultado são os bits menos significativos representado no formato complemento de dois. Como resultado, se ocorre transbordamento, o sinal do resultado pode não ser o mesmo que o sinal do produto matemático dos dois valores dos operandos.

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DEMODEMO

DEMODEMO

DEMODEMO

DEMODEMO

 

inserir a descrição da imagem aqui ImagemCréditos da imagem: RST

Se um transbordamento ocorrer na multiplicação de inteiros, o resultado são os bits menos significativos representado no formato complemento de dois. Como resultado, se ocorre transbordamento, o sinal do resultado pode não ser o mesmo que o sinal do produto matemático dos dois valores dos operandos.

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DEMO

DEMO

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inserir a descrição da imagem aqui Imagem: RST

Se um overflow ocorrer na multiplicação de inteiros, o resultado são os bits menos significativos representado no formato complemento de dois. Como resultado, se ocorre transbordamento, o sinal do resultado pode não ser o mesmo que o sinal do produto matemático dos dois valores dos operandos.

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DEMO

 

inserir a descrição da imagem aqui Créditos da imagem: RST

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DEMO

DEMO

Para detectar Overflows em versões anteriores ao Java 8, era você quem tinha que verificar por transbordamentos

public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    int valor1 = 100;
    int valor2 = 22118400;
    int valor3 = 44954676;
    
    int soma = Math.multiplyExact(valor1, valor2);
    int divisao = Math.floorDiv(soma, valor3);
    System.out.printf("A soma entre %d e %d resulta %d\n", valor1, valor2, soma);
    System.out.printf("A divisão entre %d e %d resulta %d", soma, valor3, divisao);
}

O código acima vai gerar a seguinte exceção:

Ainda continua... Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: integer overflow

DEMO

Em versões anteriores ao Java 8, uma das formas de verificar um Overflow é verificar se um valor do tipo Long caí dentro da gama representável de um inteiro.

public static int mult(int a, int b) throws ArithmeticException {
    long resultado = a * (long) b;    
    if (resultado > Integer.MAX_VALUE || resultado < Integer.MIN_VALUE){
        throw new ArithmeticException("Integer overflow");
    }
    return (int) resultado;
}

E utilizá-lo do seguinte modo:

public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    int valor1 = 100;
    int valor2 = 22118400;
    int valor3 = 44954676;
        
    int soma = mult(valor1, valor2);
    int divisao = soma / valor3;
    System.out.printf("A soma entre %d e %d resulta %d\n", valor1, valor2, soma);
    System.out.printf("A divisão entre %d e %d resulta %d", soma, valor3, divisao);
} 

O código acima vai gerar a exceção:

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: Integer overflow

DEMO

Referências

A título de curiosidade, o Youtube em dezembro de 2014 foi forçado a usar um inteiro de 64-bits (9223372036854775808), depois que o vídeo PSY - GANGNAM STYLE (강남스타일) M/V atingiu o limite de visualizações (2147483647, inteiro de 32-bits).

inserir a descrição da imagem aqui Imagem: RST

DEMO

Ainda continua...

DEMO

Para detectar Overflows em versões anteriores ao Java 8, era você quem tinha que verificar por transbordamentos

public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    int valor1 = 100;
    int valor2 = 22118400;
    int valor3 = 44954676;
    
    int soma = Math.multiplyExact(valor1, valor2);
    int divisao = Math.floorDiv(soma, valor3);
    System.out.printf("A soma entre %d e %d resulta %d\n", valor1, valor2, soma);
    System.out.printf("A divisão entre %d e %d resulta %d", soma, valor3, divisao);
}

O código acima vai gerar a seguinte exceção:

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: integer overflow

DEMO

Em versões anteriores ao Java 8, uma das formas de verificar um Overflow é verificar se um valor do tipo Long caí dentro da gama representável de um inteiro.

public static int mult(int a, int b) throws ArithmeticException {
    long resultado = a * (long) b;    
    if (resultado > Integer.MAX_VALUE || resultado < Integer.MIN_VALUE){
        throw new ArithmeticException("Integer overflow");
    }
    return (int) resultado;
}

E utilizá-lo do seguinte modo:

public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    int valor1 = 100;
    int valor2 = 22118400;
    int valor3 = 44954676;
        
    int soma = mult(valor1, valor2);
    int divisao = soma / valor3;
    System.out.printf("A soma entre %d e %d resulta %d\n", valor1, valor2, soma);
    System.out.printf("A divisão entre %d e %d resulta %d", soma, valor3, divisao);
} 

O código acima vai gerar a exceção:

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: Integer overflow

DEMO

Referências

A título de curiosidade, o Youtube em dezembro de 2014 foi forçado a usar um inteiro de 64-bits (9223372036854775808), depois que o vídeo PSY - GANGNAM STYLE (강남스타일) M/V atingiu o limite de visualizações (2147483647, inteiro de 32-bits).

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