byte与int的转换

public static String bytes2HexString(Byte[] b) {
    String str = "";
	for(int i = 0; i < b.length; i++) {
	    String hex = Integer.toHexString(b[i] & 0xFF);
	    if(hex.length() == 1) {
	        hex = "0" + hex;
	    }
	    str += hex.toUpperCase();
	}
	return str;
}

上面是将 byte[] 转化为十六进制的字符串,注意这里 b[i] & 0xFF 将一个byte 和 0xFF进行了按位的与运算,然后使用Integer.toHexString取得了十六进制字符串,可以看出 b[i] & 0xFF运算后得出的仍然是个int, 那么为何要和 0xFF进行与运算呢?直接 Integer.toHexString(b[ i ]);,将byte强转为int不行吗?

答案是不行的!!!

原因在于:

  1. byte的大小为8 bits,而int的大小为32 bits
  2. java的二进制采用的是补码形式

byte是一个字节保存的,有8个位,即8个0/1。8位的第一个位是符号位, 也就是说0000 0001代表的是数字1 ,1000 0001代表的就是-1 ,所以正数最大位0111 1111,也就是数字127 。负数最大为1111 1111,也就是数字-128。

上面说的是二进制原码,但是在java中采用的是补码的形式,下面介绍下什么是补码:

  1. 反码
    一个数如果是正,则它的反码与原码相同;
    一个数如果是负,则符号位为1,其余各位是对原码取反;

  2. 补码:利用溢出,我们可以将减法变成加法

    对于十进制数,从9得到5可用减法:
    9-4=5    因为4+6=10,我们可以将6作为4的补数
    改写为加法:
    9+6=15(去掉高位1,也就是减10)得到5.
    
    对于十六进制数,从c到5可用减法:
    c-7=5    因为7+9=16 将9作为7的补数
    改写为加法:
    c+9=15(去掉高位1,也就是减16)得到5.
    

    在计算机中,如果我们用1个字节表示一个数,一个字节有8位,超过8位就进1,在内存中情况为(100000000),进位1被丢弃。

    ⑴ 一个数为正,则它的原码、反码、补码相同
    ⑵ 一个数为负,符号位为1,其余各位是对原码取反,然后整个数加1

  • 1的原码为 10000001
  • 1的反码为 11111110
    + 1
  • 1的补码为 11111111

0的原码为 00000000
0的反码为 11111111(正零和负零的反码相同)
+1
0的补码为 100000000(舍掉打头的1,正零和负零的补码相同)

Integer.toHexString的参数是int,如果不进行&0xff,那么当一个byte会转换成int时,由于int是32位,而byte只有8位这时会进行补位,
例如补码11111111的十进制数为-1转换为int时变为11111111111111111111111111111111好多1啊,呵呵!即0xffffffff但是这个数是不对的,这种补位就会造成误差。
和0xff相与后,高24比特就会被清0了,结果就对了。


Java中的一个byte,其范围是-128~127的,而Integer.toHexString的参数本来是int,如果不进行&0xff,那么当一个byte会转换成int时,对于负数,会做位扩展,举例来说,一个byte的-1(即0xff),会被转换成int的-1(即0xffffffff),那么转化出的结果就不是我们想要的了。

而0xff默认是整形,所以,一个byte跟0xff相与会先将那个byte转化成整形运算,这样,结果中的高的24个比特就总会被清0,于是结果总是我们想要的

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