Javaで2つの数値を乗算するとオーバーフローが発生するかどうかを確認するにはどうすればよいですか？

2つの数値を乗算するとオーバーフローが発生するという特殊なケースを処理したいと思います。コードは次のようになります。

int a = 20;
long b = 30;

// if a or b are big enough, this result will silently overflow
long c = a * b;

これは簡易バージョンです。実際のプログラムaでbは、実行時に他の場所から供給されます。私が達成したいのは次のようなものです：

long c;
if (a * b will overflow) {
    c = Long.MAX_VALUE;
} else {
    c = a * b;
}

これを最もよくコーディングすることをどのように提案しますか？

更新：aとb私のシナリオでは非負常にあります。

Java 8にはMath.multiplyExact、Math.addExactintやlongなどのがあります。これらArithmeticExceptionはオーバーフロー時に未チェックをスローします。

aとのb両方が正の場合は、次のように使用できます。

if (a != 0 && b > Long.MAX_VALUE / a) {
    // Overflow
}

正の数と負の数の両方を処理する必要がある場合は、さらに複雑になります。

long maximum = Long.signum(a) == Long.signum(b) ? Long.MAX_VALUE : Long.MIN_VALUE;

if (a != 0 && (b > 0 && b > maximum / a ||
               b < 0 && b < maximum / a))
{
    // Overflow
}

オーバーフローが-10または+10で発生するふりをして、これを確認するために作成した小さなテーブルを次に示します。

a =  5   b =  2     2 >  10 /  5
a =  2   b =  5     5 >  10 /  2
a = -5   b =  2     2 > -10 / -5
a = -2   b =  5     5 > -10 / -2
a =  5   b = -2    -2 < -10 /  5
a =  2   b = -5    -5 < -10 /  2
a = -5   b = -2    -2 <  10 / -5
a = -2   b = -5    -5 <  10 / -2

長いオーバーフロー/アンダーフローをチェックする安全な算術演算を提供するJavaライブラリがあります。たとえば、GuavaのLongMath.checkedMultiply（long a、long b）はaand の積を返します。オーバーフローしない場合は、符号付き演算でオーバーフローした場合にbスローされます。ArithmeticExceptiona * blong

代わりにjava.math.BigIntegerを使用して、結果のサイズを確認できます（コードはテストしていません）。

BigInteger bigC = BigInteger.valueOf(a) * multiply(BigInteger.valueOf(b));
if(bigC.compareTo(BigInteger.valueOf(Long.MAX_VALUE)) > 0) {
  c = Long.MAX_VALUE;
} else {
  c = bigC.longValue()
}

結果のサイズを確認するには、対数を使用してください。

Javaにはint.MaxValueのようなものがありますか？はいの場合は、

if (b != 0 && Math.abs(a) > Math.abs(Long.MAX_VALUE / b))
{
 // it will overflow
}

編集：問題のLong.MAX_VALUEを見た

これが私が考えることができる最も簡単な方法です

int a = 20;
long b = 30;
long c = a * b;

if(c / b == a) {
   // Everything fine.....no overflow
} else {
   // Overflow case, because in case of overflow "c/b" can't equal "a"
}

ジュルビーから盗まれた

    long result = a * b;
    if (a != 0 && result / a != b) {
       // overflow
    }

更新：このコードは短く、うまく機能します。ただし、a = -1、b = Long.MIN_VALUEの場合は失敗します。

可能な拡張機能の1つ：

long result = a * b;
if( (Math.signum(a) * Math.signum(b) != Math.signum(result)) || 
    (a != 0L && result / a != b)) {
    // overflow
}

これは、除算なしでいくつかのオーバーフローをキャッチすることに注意してください。

指摘したように、Java 8には、オーバーフロー時に例外をスローするMath.xxxExactメソッドがあります。

プロジェクトにJava 8を使用していない場合でも、かなりコンパクトな実装を「借りる」ことができます。

JDKソースコードリポジトリ内のこれらの実装へのリンクをいくつか示します。これらが有効であるかどうかは保証されませんが、いずれの場合もJDKソースをダウンロードして、java.lang.Mathクラス内でどのように機能するかを確認できます。

Math.multiplyExact(long, long) http://hg.openjdk.java.net/jdk/jdk11/file/1ddf9a99e4ad/src/java.base/share/classes/java/lang/Math.java#l925

Math.addExact(long, long) http://hg.openjdk.java.net/jdk/jdk11/file/1ddf9a99e4ad/src/java.base/share/classes/java/lang/Math.java#l830

などなど

更新：サードパーティのWebサイトへの無効なリンクをOpen JDKのMercurialリポジトリへのリンクに切り替えました。

なぜ誰もが次のような解決策を見ているのかわかりません：

if (Long.MAX_VALUE/a > b) {
     // overflows
} 

2つの数値のうち大きい方を選択します。

John Kugelmanの回答を、直接編集することで置き換えずに構築したいと思います。これは、2の補数の整数には当てはまらないの対称性のためMIN_VALUE = -10、彼のテストケース（、MAX_VALUE = 10）で機能しMIN_VALUE == -MAX_VALUEます。実際には、MIN_VALUE == -MAX_VALUE - 1。

scala> (java.lang.Integer.MIN_VALUE, java.lang.Integer.MAX_VALUE)
res0: (Int, Int) = (-2147483648,2147483647)

scala> (java.lang.Long.MIN_VALUE, java.lang.Long.MAX_VALUE)
res1: (Long, Long) = (-9223372036854775808,9223372036854775807)

trueに適用された場合MIN_VALUEやMAX_VALUE、ジョン・Kugelmanの答えは、オーバーフローケース生成a == -1とb ==（最初のカイルが提起した時点）何かを。これを修正する方法は次のとおりです。

long maximum = Long.signum(a) == Long.signum(b) ? Long.MAX_VALUE : Long.MIN_VALUE;

if ((a == -1 && b == Long.MIN_VALUE) ||
    (a != -1 && a != 0 && ((b > 0 && b > maximum / a) ||
                           (b < 0 && b < maximum / a))))
{
    // Overflow
}

それは一般的なソリューションではありません MIN_VALUEとMAX_VALUE、それはJavaのために一般的であるLongとIntegerの任意の値aとb。

多分：

if(b!= 0 && a * b / b != a) //overflow

この「解決策」については不明です。

編集：b！= 0を追加しました。

反対票を投じる前に：a * b / bは最適化されません。これはコンパイラのバグです。オーバーフローバグをマスクできるケースはまだ表示されません。

多分これはあなたを助けるでしょう：

/**
 * @throws ArithmeticException on integer overflow
 */
static long multiply(long a, long b) {
    double c = (double) a * b;
    long d = a * b;

    if ((long) c != d) {
        throw new ArithmeticException("int overflow");
    } else {
        return d;
    }
}

c / c ++（長い*長い）：

const int64_ w = (int64_) a * (int64_) b;    
if ((long) (w >> sizeof(long) * 8) != (long) w >> (sizeof(long) * 8 - 1))
    // overflow

java（int * int、申し訳ありませんが、Javaでint64が見つかりませんでした）：

const long w = (long) a * (long) b;    
int bits = 32; // int is 32bits in java    
if ( (int) (w >> bits) ！= (int) (w >> (bits - 1))) {
   // overflow
}

1.結果を大きな型で保存します（int * intは結果をlongに、long * longはint64に配置します）

2.cmp結果>>ビットと結果>>（ビット-1）