面试题：Java基本数据类型转换规则下的强制类型转换风险

Question

请编写一段Java代码，演示在将一个较大范围的基本数据类型（如int）强制转换为较小范围的基本数据类型（如byte）时，可能会出现的数据丢失情况，并解释为什么会出现这种情况以及如何避免。

Answer 1

public class DataTypeConversion {
    public static void main(String[] args) {
        int largeNumber = 200;
        byte smallNumber;
        smallNumber = (byte) largeNumber;
        System.out.println("转换前的 int 类型值: " + largeNumber);
        System.out.println("转换后的 byte 类型值: " + smallNumber);
    }
}

数据丢失原因

1. 数据范围差异：int类型占据4个字节（32位），可以表示的范围是 -2147483648 到 2147483647 ，而byte类型只占据1个字节（8位），能表示的范围是 -128 到 127 。
2. 截断操作：当把int类型强制转换为byte类型时，Java会直接截断int类型数据的高位字节，只保留低8位。例如上述代码中，int类型值200的二进制表示为00000000 00000000 00000000 11001000，转换为byte时，只保留低8位11001000，这在有符号数中表示为 -56 ，导致数据丢失。

避免方法

1. 范围检查：在进行强制类型转换之前，先检查int值是否在byte类型的范围内。如果在范围内再进行转换，就可以避免数据丢失。

public class DataTypeConversion {
    public static void main(String[] args) {
        int largeNumber = 200;
        if (largeNumber >= Byte.MIN_VALUE && largeNumber <= Byte.MAX_VALUE) {
            byte smallNumber = (byte) largeNumber;
            System.out.println("转换后的 byte 类型值: " + smallNumber);
        } else {
            System.out.println("数值超出 byte 类型范围，无法安全转换");
        }
    }
}

2. 使用包装类：使用Byte包装类的valueOf(int)方法，该方法会自动进行范围检查，如果超出范围会抛出NumberFormatException异常，这样可以通过捕获异常来处理转换失败的情况。

public class DataTypeConversion {
    public static void main(String[] args) {
        int largeNumber = 200;
        try {
            Byte smallNumber = Byte.valueOf((byte) largeNumber);
            System.out.println("转换后的 byte 类型值: " + smallNumber);
        } catch (NumberFormatException e) {
            System.out.println("数值超出 byte 类型范围，无法安全转换");
        }
    }
}