Java 長整數運算陷阱：int 溢出導致除法結果錯誤的分析與解決

現象重現

以下程式碼預期輸出 1000，實際卻輸出 5：

public class Change {
    public static void main(String[] args) {
        final long L1 = 24 * 60 * 60 * 1000 * 1000;
        final long L2 = 24 * 60 * 60 * 1000;
        System.out.println(L1 / L2); // 輸出 5
    }
}

原因分析

1. 字面量預設為 int：所有數字字面量（24, 60, 1000）皆為 int 型別。
2. 運算過程溢出：24 * 60 * 60 * 1000 * 1000 過程中超出 int 最大值（2,147,483,647），導致溢出變成負數或錯誤值。
3. 最後才提升為 long：運算完成後結果才被指派給 long 變數，但此時資料已損毀。

正確寫法

在第一個因數加上 L 後綴，強制整個運算以 long 進行：

final long L1 = 24L * 60 * 60 * 1000 * 1000;
final long L2 = 24L * 60 * 60 * 1000;
System.out.println(L1 / L2); // 輸出 1000

最佳實務建議

• 涉及大數字運算時，務必在第一個字面量加 L（或 f/d 對應 float/double）。
• 即使結果變數是 long，中間運算仍遵循「運算元型別決定運算型別」規則。
• 使用 IDE 靜態分析或編譯器警告（如 -Xlint:overflow）輔助檢測。

補充：長整數常見場景

// 毫秒轉天數
long days = System.currentTimeMillis() / (24L * 60 * 60 * 1000);

// 避免溢出的時間計算
long start = System.nanoTime();
// ... 執行任務
long elapsedMs = (System.nanoTime() - start) / 1_000_000L;