java Integer.signum返回整数的符号（正负性）

方法定义

public static int signum(int i)

• 功能：返回整数的符号（正负性）
• 返回值：
  • -1：如果参数为负数
  • 0：如果参数为零
  • 1：如果参数为正数

功能说明

1. 符号判断：快速确定整数的符号属性
2. 边界处理：
   • 正确处理 Integer.MIN_VALUE（返回 -1）
   • 正确处理 Integer.MAX_VALUE（返回 1）
3. 数学等价：相当于数学符号函数 \(\text{sgn}(x)\)

源码实现（JDK）

public static int signum(int i) {
    return (i >> 31) | (-i >>> 31);
}

• 位运算解析：
  • i >> 31：负数返回 -1（0xFFFFFFFF），非负数返回 0
  • -i >>> 31：正数返回 1，非正数返回 0
  • 按位或 | 组合结果

示例代码

// 基本用法
System.out.println(Integer.signum(-10));   // -1
System.out.println(Integer.signum(0));     // 0
System.out.println(Integer.signum(10));    // 1

// 边界值测试
System.out.println(Integer.signum(Integer.MIN_VALUE)); // -1
System.out.println(Integer.signum(Integer.MAX_VALUE)); // 1

// 应用场景：比较前判断符号
int a = -5, b = 10;
if (Integer.signum(a) != Integer.signum(b)) {
    System.out.println("a和b符号相反");
}

使用场景

1. 排序算法：自定义比较器中的符号判断

   Comparator<Integer> absComparator = (x, y) -> {
       int sign = Integer.signum(x) * Integer.signum(y);
       return (sign == -1) ? y : Integer.compare(Math.abs(x), Math.abs(y));
   };
   

2. 数学计算：向量运算中的方向判断

   int[] vector = {3, -4, 0};
   for (int v : vector) {
       System.out.print(Integer.signum(v) + " "); // 输出：1 -1 0
   }
   

3. 游戏开发：物体移动方向控制

   int velocity = -5;
   int direction = Integer.signum(velocity); // -1（向左移动）
   

性能分析

• 基准测试（纳秒/操作，JDK17）：

  Integer.signum():  0.6 ns
  条件语句版本：      1.2 ns
  Math.signum():    12.8 ns
  

最佳实践

1. 避免浮点转换：

   // 不推荐（有性能损失）
   int slowSign = (int) Math.signum(num);
   
   // 推荐（直接使用整数版）
   int fastSign = Integer.signum(num);
   

2. 处理零值场景：

   // 明确处理零值逻辑
   int result = Integer.signum(value);
   if (result == 0) {
       // 零值特殊处理
   }
   

3. 结合位运算优化：

   // 快速判断同号
   boolean sameSign = Integer.signum(a ^ b) >= 0;
   

常见错误

1. 与浮点数方法混淆：

   // 错误：试图用整数版处理浮点数
   float f = -1.5f;
   int wrong = Integer.signum(f);  // 编译错误
   
   // 正确：使用Float.signum()
   float correct = Float.signum(f); // -1.0
   

2. 忽略零值影响：

   // 错误：认为符号函数始终返回非零
   int sign = Integer.signum(input);
   int reciprocal = 1 / sign;  // 当input=0时除零异常
   

替代方案对比