Warum unterscheidet sich der Ganzzahlbereich von Java trotz der Verwendung von 32 Bits von dem von C?

Warum hat Java einen anderen Bereich ganzzahliger Werte als C?

Obwohl 32 Bits zur Darstellung ganzzahliger Werte verwendet werden, unterscheiden sich die ganzzahligen Bereiche von Java erheblich von denen in C. Diese Diskrepanz ergibt sich aus der spezifischen Art und Weise, wie Integer-Typen in jeder Sprache definiert und implementiert werden.

C Ganzzahldarstellung

In C ist die Darstellung ganzzahliger Typen dem zugrunde liegenden System oder der Compiler-Implementierung überlassen. Auf 32-Bit-Maschinen belegt der Integer-Typ (int) normalerweise 32 Bit. Der Wertebereich, den es darstellen kann, kann jedoch variieren, je nachdem, ob es mit oder ohne Vorzeichen ist.

Vorzeichenbehaftete Ganzzahlen in C verwenden das höchstwertige Bit (das Bit ganz links), um das Vorzeichen anzugeben des Wertes. Eine 32-Bit-Ganzzahl mit Vorzeichen kann Werte von -2.147.483.648 bis 2.147.483.647 darstellen.

Ganzzahlen ohne Vorzeichen verwenden nicht das höchstwertige Bit für das Vorzeichen, sodass sie einen größeren Bereich positiver Ganzzahlen darstellen können Werte, von 0 bis 4.294.967.295.

Java-Ganzzahldarstellung

Im Gegensatz zu C hat Java strenge Regeln für die Darstellung von Ganzzahltypen. Alle Integer-Typen (Byte, Short, Int und Long) sind standardmäßig mit einem Vorzeichen versehen, wobei jedem Typ eine bestimmte Breite zugeordnet ist:

• Byte: 8 Bits
• kurz: 16 Bits
• int: 32 Bits
• lang: 64 Bits

Der Wertebereich, den jeder Typ darstellen kann, wird durch seine Breite und Vorzeichen bestimmt:

• Signiert:

  • Byte: -128 bis 127
  • kurz: -32.768 bis 32.767
  • int: -2.147.483.648 bis 2.147.483.647
  • lang: -9.223.372.036.854.775.808 bis 9.223.372.036.854.775.807

• Unsigned:

  • char: 16 Bits (0 bis 65.535)

Warum sich der Bereich unterscheidet

Der grundlegende Unterschied in der Ganzzahldarstellung zwischen C und Java ergibt sich aus der Tatsache, dass C dies zulässt für einen flexibleren Ansatz. Es verlagert die spezifischen Implementierungsdetails auf das System oder den Compiler und bietet so mehr Freiheit für die Optimierung oder die Anpassung an verschiedene Architekturen.

Java zielt jedoch darauf ab, Konsistenz und Portabilität über verschiedene Plattformen hinweg aufrechtzuerhalten. Durch die Vorgabe einer spezifischen Darstellung für Ganzzahltypen wird sichergestellt, dass sich für eine Umgebung geschriebener Code in allen anderen Java-Umgebungen vorhersehbar verhält.

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