Java byte数据类型详解

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

 上面是将byte[]转化十六进制的字符串,注意这里b[ i ] & 0xFF将一个byte和 0xFF进行了与运算,

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.

其原因在于:

1.byte的大小为8bits而int的大小为32bits

2.java的数字类型：正数在计算机中是以原码形式存在的，负数在计算机中是以其补码形式存在的

 

在这里先温习下计算机基础理论

 

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 0000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，补码为：负数的绝对值的反码加1

 

- 1的原码为                10000001

- 1的反码为                11111110

                                                   + 1

- 1的补码为                11111111

 

10 原码：0000 1010   它在计算机中的存储就是 0000 1010， 

-10 绝对值10 原码： 0000 1010 反码： 1111 0101 再加1后：1111 0110，此为-10补码，

好的，计算机中的1111 0110就是代表-10了。

 

-128  绝对值128的二进制表示：1000 0000 按位取反 0111 1111 加1后：1000 0000，

也就是说 -128在计算机中的表示就是 1000 0000 了，

 

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

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。

评论

5 楼 qiumin333 2016-10-22  

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

"负数最大为1111 1111，也就是数字-128"  这个楼主验证过吗?

-128是 1000 0000 , -1 是 1111 1111

4 楼 iyaodi 2013-07-09  

呃，错了，按位与0xff不等于*(-255)

3 楼 iyaodi 2013-07-09  

ftutor 写道

"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"

这句话不懂，无论是“0xffffffff”还是“0xff”，转化为int都表示-1啊，
假设byte-1 与oxff相与，转化为整形时，高的24位被清零，那么相与的结果为
0x0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111
就是整型255了，也就是byte-1 和int 255 等价？

能不能举个例子说明下不对的原因呢？

以我的理解，这个方法是要把byte数以16进制形式打印，但是Byte类并不提供直接转化为16进制数的方法，所以要通过Integer类的toHexString方法来实现，故此要先把这个byte数转化为Integer类型，但是如果直接转化为Integer类型的话就会像上文说的那样0xff变成了0xffffffff，这样打印出来明显与初衷不符，所以要使用0xff来做与运算，而0xff是个int型数，它的补码即这个数在JVM中的表现形式为：0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111 ，故此与运算后高24位清0，后8位保持原样，所以转化为16进制时仍为0xff。

使用这种方法得到的int数的值不再是原值，因为与0xff做按位与运算实际上=*(-255),
所以只有当你想要获得一个byte数的二进制或16进制表现形式时，可以使用这种方法。

2 楼 ftutor 2013-04-15  

"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"

这句话不懂，无论是“0xffffffff”还是“0xff”，转化为int都表示-1啊，
假设byte-1 与oxff相与，转化为整形时，高的24位被清零，那么相与的结果为
0x0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111
就是整型255了，也就是byte-1 和int 255 等价？

能不能举个例子说明下不对的原因呢？

1 楼 DamonLee 2012-10-11  

谢谢分享！！