二进制知识

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
例如:
- 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）

Java 中的一个byte，其范围是-128~127的，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，结果的高24位就会被清0，这是我们想要的结果。

/*
 * Created on 2004-11-5
 *
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 * Window - Preferences - Java - Code Style - Code Templates
 */
package converter;

/**
 * @author NetSniffer
 *
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 * Window - Preferences - Java - Code Style - Code Templates
 */
public class IntByteConvertor {

 public static byte[] int2Byte(int intValue){
  byte[] b=new byte[4];
  for(int i=0;i<4;i++){
   b[i]=(byte)(intValue>>8*(3-i) & 0xFF);
   //System.out.print(Integer.toBinaryString(b[i])+" ");
   System.out.print((b[i]& 0xFF)+" ");
  }
  return b;
 }
 public static int byte2Int(byte[] b){
  int intValue=0,tempValue=0xFF;
  for(int i=0;i<b.length;i++){
   intValue +=(b[i] & 0xFF)<<(8*(3-i));
   //System.out.print(Integer.toBinaryString(intValue)+" ");
  }
  return intValue;
 }
 public static void main(String[] args) {
  System.out.println(byte2Int(int2Byte(1000)));
 }
}

----------------------------------------------------------------------------------

JAVA里边对于byte变量，如果操作中有int操作数，默认会将byte隐式转换为int变量，而转换成的int变量高24位全部为1, 比如 1000 的四个字节是 0x00H, 0x00H, 0x03H, 0xE8 , 转换后存到字节数组中是完全正确的；
不过逐个打印出来的时候，会隐式转换为int ，如下
0x00000000H , 0x00000000H, 0xFFFFFF03H, 0xFFFFFFE8, 显示出来就是 0 , 0 , 3, -24

接下来，在将byte数组转换为int变量的时候，如果直接用移位操作就会有麻烦，因为高位都是FFFFFF，所以需将隐式转换生成的FFFFFF消掉，有一招就是每个字节和0xFF相与，然后再移位，最后把各步产生的结果相加得到原始的int变量。

int转换为字节数组的我就不细说了，这里把字节数组转换为int的过程列出来

如下所示: 【1000 为例】
============================================================

原字节数组 ： 0x00H, 0x00H, 0x03H, 0xE8
进行位运算的时候隐式转换为int ： 0x00000000H , 0x00000000H, 0xFFFFFF03H, 0xFFFFFFE8

1. 0x00000000H 与0xFF相与=> 0x00000000H =>左移24位 => 0x00000000H
2. 0x00000000H 与0xFF相与=> 0x00000000H =>左移16位 => 0x00000000H
3. 0xFFFFFF03H 与0xFF相与=> 0x00000003H => 左移8位 => 0x00000300H
4. 0xFFFFFFE8H 与0xFF相与=> 0x000000E8H => 左移0位 => 0x000000E8H

将1，2，3，4 所得结果相加就是我们的int变量了
结果：0x000003E8H ==> 十进制 1000
=====================================================

呵呵，就是这样搞定的！

/**
   * 将指定byte数组以16进制的形式打印到控制台
   * @param hint String
   * @param b byte[]
   * @return void
   */
  public static void printHexString(String hint, byte[] b) {
    System.out.print(hint);
    for (int i = 0; i < b.length; i++) {
      String hex = Integer.toHexString(b[i] & 0xFF);
      if (hex.length() == 1) {
        hex = '0' + hex;
      }
      System.out.print(hex.toUpperCase() + " ");
    }
    System.out.println("");
  }

  /**
   *
   * @param b byte[]
   * @return String
   */
  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;
  }

  /**
   * 将两个ASCII字符合成一个字节；
   * 如："EF"--> 0xEF
   * @param src0 byte
   * @param src1 byte
   * @return byte
   */
  public static byte uniteBytes(byte src0, byte src1) {
    byte _b0 = Byte.decode("0x" + new String(new byte[]{src0})).byteValue();
    _b0 = (byte)(_b0 << 4);
    byte _b1 = Byte.decode("0x" + new String(new byte[]{src1})).byteValue();
    byte ret = (byte)(_b0 ^ _b1);
    return ret;
  }

  /**
   * 将指定字符串src，以每两个字符分割转换为16进制形式
   * 如："2B44EFD9" --> byte[]{0x2B, 0x44, 0xEF, 0xD9}
   * @param src String
   * @return byte[]
   */
  public static byte[] HexString2Bytes(String src){
    byte[] ret = new byte[src.length/2];
    byte[] tmp = src.getBytes();
    for(int i=0; i<src.length/2; i++){
      ret[i] = uniteBytes(tmp[i*2], tmp[i*2+1]);
    }
    return ret;
  }

/**
         * 将一个长度为4的String前2位和后2位互换,再将字符转成十进制数  用来进行高低字节转换
         * @param String
         * @return int
         * 
         */
    public static int HexStringToInt(String src){
            String s1=src.substring(0,2);
            String s2=src.substring(2,4);
            int i=Integer.parseInt(s2+s1,16);
            return i;
            }

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();

  }

  使用以下的语句，就可以区分使用&0xff和不使用的区别了

  System.out.println(Integer.toBinaryString(b & 0xff)); 输出结果：000000000000000000000000 11010110

  System.out.println(Integer.toBinaryString(b)); 输出结果：       111111111111111111111111 11010110

  return ret;

}

代码解析：

注意这里b[ i ] & 0xFF将一个byte和 0xFF进行了与运算。

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



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；

举个例子：2 二进制吗为 00000010，因为是正数，所以其反码也是 00000010

如果是-2那么，就要把最高位变为1，其他7位按照其正数的位置取反。

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：

    +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11111111 11111111 11111111 11111111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。



0xFF （十进制1）

二进制码：00000000 00000000 00000000 11111111

与 0xff 做 & 运算会将 byte 值变成 int 类型的值，也将 -128～0 间的负值都转成正值了。

char c = (char)-1 & 0xFF;

char d = (char)-1;

System.out.println((int)c); 255

System.out.println((int)d); 65535



java中的數值是int,所以0xFF是int,而byte是有符號數,int亦然,直接由byte升為int,符號自動擴展,

而進行了& 0xFF後,就把符號問題忽略掉了,將byte以純0/1地引用其內容,所以要0xFF,不是多餘的,

你用一些Stream讀取文件的byte就知道了,我昨天搞了一天,就不明白為什麼讀出來的數某些byte會

在移位後錯誤的,就是因為這個原因.



把number转换为二进制，只取最低的8位（bit）。因为0xff二进制就是1111 1111

& 运算是，如果对应的两个bit都是1，则那个bit结果为1，否则为0.

比如 1010 & 1101 = 1000 （二进制）

由于0xff最低的8位是1，因此number中低8位中的&之后，如果原来是1，结果还是1，原来是0，结果位还

是0.高于8位的，0xff都是0，所以无论是0还是1，结果都是0.