整数の絶対値は常に正の数になるとは限らない：JavaTips ～Javaプログラミング編

» 2006年11月01日 10時00分公開

[平野正喜，＠IT]

　数値の絶対値を得たい場合、Math.absメソッドを使う方法と、自前で「負の数であれば符号を逆転する」方法がありますが、実はJavaでは「そのどちらを用いても」結果が必ず正の数になるとは限りません。

　具体的には、int型およびlong型の最小値の絶対値を得ようとした場合で、下図のとおり、Math.absメソッドを用いても、符号を逆転しても、元の値が返ってきますので「絶対値を取ったはずが、負の数が返ってくる」となります。

int型、long型の最小値の絶対値は解法にかかわらず元の値に等しい負の数

　これは、int型の最大値（2,147,483,647）が、最小値（-2,147,483,648）の絶対値よりも、1小さいことが原因であり、long型、short型、byte型の場合も同様です。

　Javaではこのことへの対処として、例外を発生させたり、範囲外を示すビットパターンを返したりせずに、そのままの値を返すことを明文化しているわけです。

　なお、実数においてはこの現象は起こらないため、float型や、double型では絶対値が負の数になることはありません（NaNの場合のみ、NaNを返します）。

　さて、short型とbyte型の場合、Math.absメソッドには対応するシグニチャがありませんが、暗黙の型変換によりint型として扱われますので、そのままMath.absメソッドに渡すことができます。しかし、戻り値もint型となってしまいますので、元の型で用いるにはキャストする必要があります。

　また、short型、byte型の最小値に対して、符号の逆転で絶対値を得ることはできますが、この結果は元の型ではなく強制的にint型にされてしまいます。その結果、例えば「short shortAbsMin = -(Short.MIN_VALUE);」という式は「型の不一致: int から short には変換できません」というコンパイルエラーになってしまうのです。型を変えずにこのコンパイルエラーを避けるにはキャストするしかありません。

　この2つのパターンを試してみると下図のようになります。結果を見てのとおり、この場合においても、「最小値の絶対値は解法にかかわらず元の値に等しい負の数」になってしまうのです。