java中int边界值_Java 边界陷阱(边界值的校验)

本文探讨了一家电子产品商家的预订系统中因忽视边界测试导致的问题,通过Java示例展示了如何修正int类型限制。同时复习了Java的基本数据类型及其范围,强调了边界值测试在软件开发中的重要性。

一、案列

某商家生产的电子产品非常畅销,需要提前30天预订才能抢到手,同时还规定了一个会员可拥有的最多产品数量,目的是为了防止囤积压货肆意加价。会员的预订过程是这样的:先登录官方网站,选择产品型号,然后设置需要预订的数量,提交,符合规则即提示下单成功,不符合规则提示下单失败,后台的处理模拟如下:

import java.util.Scanner;
 
public class Demo {
    // 一个会员拥有产品的最多数量
    public final static int LIMIT = 2000;
 
    public static void main(String[] args) {
        // 会员当前用有的产品数量
        int cur = 1000;
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入需要预定的数量:");
        while (input.hasNextInt()) {
            int order = input.nextInt();
            if (order > 0 && order + cur <= LIMIT) {
                System.out.println("你已经成功预定:" + order + " 个产品");
            } else {
                System.out.println("超过限额,预定失败!");
            }
        }
 
    }
}

以上是一个简单的订单处理程序demo示例,来看一下代码运行结果:

4ba868db19622d3b99fcc54e9646b385.png

结果看上去是没有问题,代码也很简单,看一眼就知道是什么意思,来我们接着再试一次:

30ee907b2323da43d6e208acdb0f2a7e.png

竟然成功了,不可思议,输入的数字2147483647已经远超出用户限额2000,但是为什么会成功呢?仔细看 order + cur <= LIMIT 这里的数据类型是int,而示例输入的数字2147483647正好是int类型的边界值(max),2147483647 + 1000 = -2147482649,小于限定条件LIMIT,所以导致错误的发生。

在单元测试中,有一项测试叫做边界测试(也叫临界测试),如果一个方法接收的是int类型的参数,那么以下三个值是必须测试的:0、正最大、负最小,其中正最大、负最小是边界值,如果这三个值都没有问题,方法才是比较安全可靠的。我们的例子就是因为缺少边界测试,致使生产系统产生了严重的偏差。

二、解决边界问题

对加减后的值进行条件判断;

public static void main(String[] args) {
        // 会员当前用有的产品数量
        int cur = 1000;
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入需要预定的数量:");
        while (input.hasNextInt()) {
            int order = input.nextInt();
            // 对加减后的值进行条件判断,考虑边界问题
            int totalNum = order + cur;
            System.out.println(totalNum);
            if (order > 0 && totalNum > 0 && totalNum <= LIMIT) {
                System.out.println("你已经成功预定:" + order + " 个产品");
            } else {
                System.out.println("超过限额,预定失败!");
            }
        }
    }

运行结果:

a05b1ebad199de45e3476b95dcf01b63.png

三、复习Java基本数据类型

  • 既然说到基本数据类型,就来顺便回顾一下Java中的4类8种基本数据类型:

1d506f5857e4d5d00012c0fdc7de940f.png

代码示例:

public class Test {
	static byte b;
    static short s;
    static int i;
    static long l;
    static float f;
    static double d;
    static char c;
    static boolean bo;
	public static void main(String[] args) {
			System.out.println("byte的大小   : " + Byte.SIZE+   ";    默认值:" + b + ";        数据范围:" + Byte.MIN_VALUE + " - " + Byte.MAX_VALUE);
			
			System.out.println("short的大小  :" + Short.SIZE + ";    默认值:" + s + ";        数据范围:" + Short.MIN_VALUE + " - " + Short.MAX_VALUE);
			
			System.out.println("int的大小    :" + Integer.SIZE + ";    默认值:" + i + ";        数据范围:" + Integer.MIN_VALUE + " - " + Integer.MAX_VALUE);
			
			System.out.println("long的大小   :" + Long.SIZE + ";    默认值:" + l + ";        数据范围:" + Long.MIN_VALUE + " - " + Long.MAX_VALUE);
			
			System.out.println("float的大小  :" + Float.SIZE + ";    默认值:" + f + ";      数据范围:" + Float.MIN_VALUE + " - " + Float.MAX_VALUE);
			
			System.out.println("double的大小 :" + Double.SIZE + ";    默认值:" + d + ";      数据范围:" + Double.MIN_VALUE + " - " + Double.MAX_VALUE);
			
			System.out.println("char的大小   :" + Character.SIZE + ";    默认值:" + c + ";        数据范围:" + Character.MIN_VALUE + " - " + Character.MAX_VALUE);
			
			System.out.println("boolean的大小:" + "  ;    默认值:" + bo + ";    数据范围: " + "  - ");
	 }
}

运行结果:

8f70947d2833a4b4ffdfe67509930694.png

运行结果中的char的数据范围貌似有点问题,不应该是0 - 65535吗?看图:

f702775c4709f8f9ec07097c182e5b8c.png

Java中的char类型由两个字节即十六位来表示,因为是无符号数,所以为2的16次方,数值范围就为:0 - 2^16-1;

<think>嗯,用户这次问的是“软件测试边界值对应的缺陷类型”。这个问题看起来是在探究测试方法背后的缺陷原理。用户可能是个测试工程师或者学习软件测试的学生,想深入理解边界值分析的本质。 翻看之前的引用材料,发现几个关键点:引用[1]提到“通常的错误更可能出现在输入变量的极值附近”,引用[2]强调“很多错误发生在输入输出范围的边界上”。这些都在说明同一个现象——程序员在处理边界时容易犯错。 用户上次没有提问记录,但当前问题很聚焦。需要区分清楚的是:边界值分析法本身不是缺陷类型,而是一种专门针对特定缺陷的检测方法。这类缺陷通常来源于开发时的逻辑疏忽: 程序员写条件判断时,可能会把>写成>=,或者在循环边界少迭代一次。比如处理数组时,下标0和长度-1的位置特别容易出问题。引用[3]提到的“变量互相独立”假设也很重要,现实中的边界错误往往就是忽视变量交互导致的。 最典型的例子是数值范围的边界:允许1-100的输入,程序员可能忘记测试0和101的情况。引用[4]说的“最坏情况测试”就是应对这种复合边界失效的进阶方法。 要不要补充个例子呢?比如用户登录时的密码长度校验:规定6-12位,但提交13位密码时系统崩溃了。这就是典型的边界缺陷(上界溢出),完全符合引用[2]的描述。 用户可能会追问“为什么边界容易出错”,可以准备从认知负荷角度解释:人类思维对中间状态的处理更熟练,边界情况需要额外警惕性。不过当前回答已经抓住核心了——边界缺陷本质是开发人员对极值处理的遗漏错误。 </think>软件测试中的边界值分析法主要针对的缺陷类型是**程序设计中的逻辑边界错误**,这类错误通常属于**开发人员对输入范围边界处理不当导致的失效**。具体分析如下: ### 一、边界值对应的核心缺陷类型 1. **极值处理遗漏缺陷** 开发人员在编写逻辑时,常忽略输入范围的**最小点、最大点及紧邻值**(如 $x_\text{min}$, $x_\text{min}+1$, $x_\text{max}-1$, $x_\text{max}$),导致程序在边界附近产生计算错误、溢出或逻辑分支失效。 *示例*:输入范围为 $[0,100]$,但未处理 $x=0$ 或 $x=100$ 的情况,引发数组越界或条件判断遗漏[^2]。 2. **复合边界交互缺陷** 当多个输入变量同时取边界值时(如 $x_\text{min}$ 和 $y_\text{max}$ 组合),可能出现未预期的交互错误,尤其常见于多参数系统(如 $z = f(x,y)$)[^4]。 --- ### 二、缺陷产生的根本原因 - **认知偏差**:开发者易默认输入值处于“正常范围”,低估边界场景出现的概率[^1]。 - **逻辑覆盖不全**:条件分支(如 `if x>0 and x<100`)遗漏对等号(`=`)的处理,导致边界点未被覆盖[^2]。 - **数据类型隐式转换**:边界值可能触发数据类型溢出(如 `int` 型 $2^{31}-1$)、浮点精度误差(如 $0.1+0.2 \neq 0.3$)等底层问题[^3]。 --- ### 三、与其他缺陷类型的关联 | 测试方法 | 针对的缺陷特点 | 与边界值的关系 | |-------------------|----------------------------|----------------------------| | **等价类划分** | 同一等价类的代表性错误 | 边界值补充等价类的边缘情况 | | **特殊值测试** | 依赖领域知识的隐蔽缺陷 | 边界值是特殊值的子集[^3] | | **最坏情况测试** | 多变量极值组合引发的连锁故障 | 边界值是其基础(笛卡尔积)[^4] | > 边界值分析法本质是**利用变量取值空间边界的高失效概率特性**,针对性捕获开发中的**逻辑完整性缺陷**和**数值处理缺陷**[^1][^2]。 ---
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