[转]java中byte转换int，为何与0xff进行与运算

 

碰到了读取byte转化int的问题，正好收拾下原理。

需要了解不同平台的编码方式，了解原码反码补码，等。

 

原码反码补码的转换

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[转]java中byte转换int时为何与0xff进行与运算

在剖析该问题前请看如下代码
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的二进制采用的是补码形式

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，刚符号位为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。

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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。

Author: orangelizq
email: [e-mail]

 

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java byte 与int的互相转换

（me：

  这里还是有问题的，比如从win平台读取的4字节的byte到int，还是有问题。

  解决方法后面补上。

）

1.byte uses 1 byte while int uses4 bytes.

2. integer literals like "45" are of byte int not byte.
If you want a literal to be a byte, you have to
cast it: "(byte)45".

3. When values are promoted as part of an expression
or as parameters to a method call, they may be
promoted to int, but never to byte.

4. Many parts of the Java language used int, but none
of them use byte. For example, the length of an
array is an int. 

/**
     * Convert  an int to a byte array
     *
     * @param value int
     * @return byte[]
     */
public static byte[] intToByteArray(int value) {
        byte[] b = new byte[4];
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            int offset = (b.length - 1 - i) * 8;
            b[i] = (byte) ((value >>> offset) & 0xFF);
        }
        return b;
    }

    /**
     * Convert the byte array to an int starting from the given offset.
     *
     * @param b The byte array
     * @param offset The array offset,如果byte数组长度就是4，则该值为0
     * @return The integer
     */
    public static int byteArrayToInt(byte[] b, int offset) {
        int value = 0;
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            int shift = (4 - 1 - i) * 8;
            value += (b[i + offset] & 0x000000FF) << shift;
        }
        return value;
    }