Kiểm tra underflow trong Java

Underflow là gì?

Khi kết quả phép toán nhỏ hơn giá trị nhỏ nhất có thể biểu diễn của kiểu dữ liệu (ví dụ Integer.MIN_VALUE = -2,147,483,648). Java không ném exception tự động cho integer underflow/overflow – nó wrap-around (tràn vòng). Programmer tự chịu trách nhiệm kiểm tra.

Ví dụ: Phát hiện underflow khi cộng 2 số int âm lớn

public class UnderflowCheckDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int num1 = -2147483648; // Integer.MIN_VALUE
        int num2 = -1;

        System.out.println("Num1: " + num1);
        System.out.println("Num2: " + num2);

        // Dùng long để kiểm tra trước khi cast về int
        long sum = (long) num1 + (long) num2; // -2147483649

        if (sum < Integer.MIN_VALUE) {
            throw new ArithmeticException("Underflow occurred! Kết quả < Integer.MIN_VALUE");
        }

        System.out.println("Tổng (int): " + (int) sum); // dòng này không chạy
    }
}

Kết quả

Num1: -2147483648
Num2: -1
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: Underflow occurred! Kết quả < Integer.MIN_VALUE
    at UnderflowCheckDemo.main(UnderflowCheckDemo.java:9)

Các kỹ thuật phòng tránh

• Dùng long hoặc BigInteger cho tính toán trung gian.
• Kiểm tra trước: if (a < 0 && b < 0 && a < Integer.MIN_VALUE - b) throw ...
• Thư viện: Math.addExact(), Math.subtractExact(), Math.multiplyExact() (Java 8+) – ném ArithmeticException khi overflow/underflow.

Lưu ý: Float/double underflow → kết quả thành 0.0 (gradual underflow) hoặc subnormal numbers, không ném exception.