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无符号整数类型

除了整数类型之外,Kotlin 还提供了以下无符号整数类型:

类型大小(位)最小值最大值
UByte80255
UShort16065,535
UInt3204,294,967,295 (232 - 1)
ULong64018,446,744,073,709,551,615 (264 - 1)

无符号类型支持其有符号对应类型的大多数操作。

无符号数以内联类的形式实现,含有一个单一的存储属性,该属性包含相同位宽的相应有符号对应类型。如果你想在无符号和有符号整数类型之间进行转换,请确保更新你的代码,以便任何函数调用和操作都支持新类型。

无符号数组与区间

无符号数组及其操作处于 Beta 阶段。它们随时可能发生不兼容的更改。 需要选择启用(参见下方详情)。

与原语类似,每种无符号类型都有一个表示该类型数组的对应类型:

  • UByteArray: 无符号字节数组。
  • UShortArray: 无符号短整型数组。
  • UIntArray: 无符号整型数组。
  • ULongArray: 无符号长整型数组。

与有符号整数数组类似,它们提供与 Array 类类似的 API,且没有装箱开销。

当你使用无符号数组时,会收到一个警告,表明此特性尚未稳定。要消除该警告,请通过 @ExperimentalUnsignedTypes 注解选择启用。由你决定客户端是否必须显式选择启用你的 API 的使用,但请记住无符号数组不是一个稳定特性,因此使用它们的 API 可能会被语言变更破坏。有关选择启用要求的更多信息

区间和数列UIntRangeUIntProgressionULongRangeULongProgression 类支持 UIntULong。这些类与无符号整数类型一起都是稳定的。

无符号整数字面值

为了使无符号整数更易于使用,你可以向整数字面值附加后缀,以指示特定的无符号类型(类似于 FloatFLongL):

  • uU 字母表示无符号字面值,但未指定确切类型。 如果未提供预期类型,编译器会根据字面值的大小使用 UIntULong

    kotlin
    val b: UByte = 1u  // UByte,提供了预期类型
    val s: UShort = 1u // UShort,提供了预期类型
    val l: ULong = 1u  // ULong,提供了预期类型
    
    val a1 = 42u // UInt:未提供预期类型,常量适合 UInt
    val a2 = 0xFFFF_FFFF_FFFFu // ULong:未提供预期类型,常量不适合 UInt
  • uLUL 显式指定字面值应为无符号长整型:

    kotlin
    val a = 1UL // ULong,即使未提供预期类型且常量适合 UInt

用例

无符号数的主要用例是利用整数的完整位范围来表示正值。例如,表示不适合有符号类型的十六进制常量,例如 32 位 AARRGGBB 格式的颜色:

kotlin
data class Color(val representation: UInt)

val yellow = Color(0xFFCC00CCu)

你可以使用无符号数初始化字节数组,无需显式 toByte() 字面值类型转换:

kotlin
val byteOrderMarkUtf8 = ubyteArrayOf(0xEFu, 0xBBu, 0xBFu)

另一个用例是与原生 API 的互操作性。Kotlin 允许表示签名中包含无符号类型的原生声明。这种映射不会用有符号整数替换无符号整数,从而保持语义不变。

非目标

虽然无符号整数只能表示正数和零,但它们的用例并非应用领域需要非负整数的场景。例如,不将其用作集合大小或集合索引值的类型。

有几个原因:

  • 使用有符号整数有助于检测意外溢出并发出错误条件信号,例如空 list 的 List.lastIndex 为 -1。
  • 无符号整数不能被视为有符号整数的范围受限版本,因为它们的取值范围不是有符号整数范围的子集。有符号整数和无符号整数都不是彼此的子类型。